โซลูชันเครือข่ายคอมพิวเตอร์สมรรถนะสูง: InfiniBand ขับเคลื่อนความก้าวหน้าในประสิทธิภาพซูเปอร์คอมพิวเตอร์

คําแนะนํา:ความต้องการที่ไม่พอใจต่อพลังการคํานวณในงานวิจัยวิทยาศาสตร์ ความฉลาดประดิษฐ์ และการจําลองที่ซับซ้อน กําลังผลักดันขอบเขตของคอมพิวเตอร์ที่มีประสิทธิภาพสูง (HPC)เมื่อคอมพิวเตอร์ยอดเยี่ยมพัฒนาจากขนาด petaflop เป็นขนาด exaflopการเชื่อมโยงผ้าเครือข่ายแบบดั้งเดิมกําลังพยายามที่จะติดตามความต้องการของข้อมูลขนาดใหญ่และความยืดหยุ่นที่ต่ํามากของคอมพิวเตอร์ปานกลางที่ทันสมัยนี่คือที่Mellanox InfiniBand กลากเทคโนโลยีขึ้นสู่โจทย์เครือข่ายซูเปอร์คอมพิวเตอร์ผ้าที่ทําให้เกิดความก้าวหน้าในด้านการทํางานจริง การันตีว่า หน่วยคอมพิวเตอร์หลายพันหน่วย สามารถทํางานร่วมกันเป็นระบบเดียว ที่มีพลัง

ทัศนคติของHPCหนักงานไม่ได้เป็นแค่การคํานวณเฉพาะตัวอักษรลุกลุกที่เกี่ยวข้องกับเซ็ตข้อมูลขนาดใหญ่ และต้องการการสื่อสารอย่างรวดเร็วระหว่างหน่วยงานในคลัสเตอร์ไม่ว่าจะเป็นการจําลองแบบภูมิอากาศ การแก้ไขรหัสลําดับพันธุกรรม หรือการฝึกแบบ AI ในขนาดใหญ่ความท้าทายหลัก ๆ ได้แก่:

• ปริมาตรการ I/Oการเคลื่อนไหวข้อมูลที่ไม่มีประสิทธิภาพระหว่างการเก็บข้อมูล, คอมพิวเตอร์โน๊ด และ GPU สามารถทําให้โปรเซสเซอร์ที่แพงๆหยุดทํางาน ทําให้สูญเสียวงจรการคํานวณและเพิ่มเวลาในการแก้ไข
• ความช้าในการสื่อสาร:เมื่อแอปพลิเคชั่นขยายขนาดไปถึงหลายแสนคอร์ แม้กระทั่งความช้าของไมโครวินาทีในการสื่อสารผ่านข้อความ (MPI) ก็สามารถทําให้ผลงานของแอปพลิเคชั่นโดยรวมลดลงได้อย่างรวดเร็ว
• ข้อจํากัดในการปรับขนาด:เครือข่ายอีเทอร์เน็ตแบบดั้งเดิมต้องเผชิญกับปัญหาความจุกจุกและความซับซ้อนในขนาดสุดขั้ว ทําให้ยากที่จะรักษาผลงานที่คาดการณ์ได้ในการจัดจําหน่ายขนาดใหญ่
• พลังงานและประหยัดประสิทธิภาพการสร้างระบบในขนาดเอ็กซาสเกลที่มีเครือข่ายที่ไม่มีประสิทธิภาพ ไม่ยั่งยืนทางเศรษฐกิจและสิ่งแวดล้อม

ความท้าทายเหล่านี้จําเป็นต้องมีแบบอย่างใหม่ในเครือข่ายซูเปอร์คอมพิวเตอร์, ซึ่งถูกออกแบบจากพื้นที่ขึ้นไป สําหรับความจําเป็นของการคํานวณ exascale.

Mellanox InfiniBand กลากให้บริการทางแก้ไขที่ครบวงจรจากปลายสู่ปลาย โดยถูกออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อแก้ไขข้อจํากัดของเครือข่ายแบบดั้งเดิม มันไม่ใช่แค่การเชื่อมต่อกันที่เร็วขึ้นมันเป็นผ้าที่ฉลาดกว่า ที่เข้ากันได้อย่างต่อเนื่องกับผ้าที่ทันสมัยHPCการแก้ไขนี้รวมถึงนวัตกรรมทางเทคโนโลยีหลักหลายอย่าง:

นี่คือวิธีการปฏิวัติที่ลดภาระการปฏิบัติงานรวม (เช่นการลด, การถ่ายทอด) จาก CPU ไปยังเครือข่ายสวิตช์ โดยการทําการรวมข้อมูลภายในเนื้อหาเครือข่ายSHARP ลดปริมาณข้อมูลที่ผ่านเครือข่าย และจํานวนการปฏิบัติงานที่จําเป็นจากคอมพิวเตอร์, เร่งการปฏิบัติการ MPI และปลดปล่อยทรัพยากร CPU สําหรับการคํานวณ.

Mellanox InfiniBand ให้ความอ่อนเพลียจากปลายไปปลายของต่ํากว่า 500 นานาโนวินาที และให้ความเร็วความถี่ของ 200 Gb / s, 400 Gb / s และมากกว่านี้ทําให้ CPU และ GPU ใช้งานได้สูงสุด.

ผ้า InfiniBand ได้ถูกออกแบบด้วยท็อปโลยีไม้น้ํามันที่ไม่กักขวางที่ทําให้สามารถปรับขนาดได้อย่างต่อเนื่องถึงหมื่นๆ ค้อนของหน่วยโดยไม่ต้องลดการทํางานกลไกปรับเปลี่ยนเส้นทางและการควบคุมความหนาแน่น ให้บริการการไหลของข้อมูลที่มีประสิทธิภาพ แม้แต่ภายใต้ภาระหนักการรักษาผลงานที่คาดเดาได้

InfiniBand รองรับเทคโนโลยี GPUDirect® ซึ่งทําให้ GPU สามารถถ่ายทอดข้อมูลโดยตรงผ่านเครือข่าย โดยเลี่ยง CPU และความจําโฮสต์การสนับสนุน NVMe over Fabrics (NVMe-oF) ให้การเข้าถึงการเก็บข้อมูลจากระยะไกลในความเร็วท้องถิ่นการแก้ไขปัญหา I/O

การดําเนินการMellanox InfiniBand กลากส่งผลให้เกิดการปรับปรุงที่สําคัญและสามารถวัดได้HPCผลลัพธ์เหล่านี้ถูกพิสูจน์อย่างต่อเนื่องในศูนย์คอมพิวเตอร์ยอดเยี่ยมของโลก

การเดินทางไปสู่การคํานวณ exascale และไปข้างนอกนั้น เป็นความท้าทายทางระบบเครือข่ายMellanox InfiniBand กลากได้พิสูจน์ว่าเป็นองค์ประกอบที่จําเป็น ที่ทําให้การเดินทางนี้เป็นไปได้ โดยการแก้ปัญหาสําคัญของความช้า ระยะยาว ความกว้างของแบนด์เวท ความสามารถในการปรับขนาด และประสิทธิภาพมันทําให้นักวิจัยและวิศวกรสามารถมุ่งเน้นในภารกิจหลักของพวกเขา ใหม่ มากกว่าที่จะถูกขัดขวางโดยข้อจํากัดของพื้นฐานในขณะที่ AI, การจําลองและการวิเคราะห์ข้อมูลยังคงเข้าใกล้กันเครือข่ายซูเปอร์คอมพิวเตอร์จะกลายเป็นส่วนสําคัญของความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี

พบว่าMellanox InfiniBand กลากการแก้ไขสามารถเปลี่ยนHPCผู้เชี่ยวชาญด้านสถาปัตยกรรมของเรา พร้อมที่จะช่วยคุณออกแบบผ้าที่ตอบสนองความต้องการคอมพิวเตอร์ที่ยากที่สุดของคุณเข้าชมเว็บไซต์อย่างเป็นทางการของเรา เพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมและดาวน์โหลดเอกสารขาวทางเทคนิครายละเอียด และการศึกษากรณีจากสถาบันวิจัยชั้นนํา