การประยุกต์ใช้ InfiniBand ใน HPC: ข้อดีของ Mellanox QM9700
September 16, 2025
การปฏิวัติคอมพิวเตอร์ประสิทธิภาพสูง: Mellanox QM9700 InfiniBand Switch กําหนดมาตรฐานใหม่ในเครือข่าย HPC
ซันนี่เวล คาลิฟอร์เนียMellanox Technologies บริษัทในเครือของ NVIDIA เปิดตัวเครื่องสวิตช์ระดับควอนตัม QM9700InfiniBandเทคโนโลยีสําหรับสภาพแวดล้อมคอมพิวเตอร์ที่มีประสิทธิภาพสูงเครือข่าย HPCโซลูชั่นนี้นํามาซึ่งความกว้างแบนด์วิท 400Gb/s ต่อพอร์ตที่ไม่เคยมีมาก่อน และเทคโนโลยีการนําทางแบบปรับปรุงที่ทันสมัยลดความช้าถึง 40% เมื่อเทียบกับรุ่นก่อน ๆ โดยปรับปรุงประสิทธิภาพพลังงาน 50% ในคลาสเตอร์คํานวณขนาดใหญ่.
ความต้องการที่พัฒนาของภาระงาน HPC ที่ทันสมัย
เมื่อการจําลองทางวิทยาศาสตร์ การฝึกอบรม AI และการวิเคราะห์ข้อมูลโครงสร้างระบบเครือข่ายแบบดั้งเดิมกําลังกลายเป็นข้อขัดขวางหลักในสภาพแวดล้อมคอมพิวเตอร์ที่มีประสิทธิภาพสูงการวิจัยชี้ให้เห็นว่าในคลาสเตอร์ที่เกิน 10,000 หน่วยงาน ความจืดจืดของเครือข่ายสามารถเป็นสาเหตุของค่าใช้จ่ายในการคํานวณถึง 45%สะกดเวลาในการแก้ไขในโครงการวิจัยสําคัญในสาขา เช่น การทําแบบสภาพภูมิอากาศ, การวิจัยยา, และฟิสิกส์ดาว
Mellanox QM9700: รายละเอียดเทคนิคและนวัตกรรม
รายการMellanox QM9700เป็นจุดสูงสุดของInfiniBandเทคโนโลยีที่รวมหลายนวัตกรรมที่แปรปรวน
- ความกว้างแบนด์วิธที่ไม่เคยมีมาก่อนรองรับ 400Gb / s ต่อพอร์ตด้วยสถาปัตยกรรมที่ไม่ล็อคสําหรับความกว้างแบนด์วิชั่นเต็ม
- การนําทางแบบปรับปรุงระดับสูง:ส่งการจราจรไปรอบเส้นทางที่หนาแน่นอย่างไดนัมิก ปรับปรุงการใช้งานโดยรวมถึง 95%
- การปรับปรุงความสามารถในการปรับขนาดรองรับโดเมนขนาดใหญ่มากเกิน 50,000 ค้อน โดยไม่ทําให้การทํางานเสื่อม
- การคิดเลขในเครือข่าย:เทคโนโลยี SHARP (Scalable Hierarchical Aggregation and Reduction Protocol) ทําให้การทํางานรวมจาก CPU ไปยังเครือข่าย
ค่าเทียบผลงาน: QM9700 เทียบกับตัวก่อน
ในสภาพแวดล้อมการทดสอบที่ควบคุมMellanox QM9700ได้แสดงผลการปรับปรุงการทํางานที่น่าทึ่ง เมื่อเทียบกับสวิตช์ InfiniBand รุ่นก่อน:
| เมทริกการทํางาน | รุ่น ก่อน | QM9700 | การปรับปรุง |
|---|---|---|---|
| ความช้า (ข้อความ 1000 ไบท์) | 0.8 μs | 0.5 μs | 370.5% |
| อัตราข้อความ (ต่อวินาที) | 180 ล้าน | 260 ล้าน | 440.4% |
| ประสิทธิภาพพลังงาน (Gb/s ต่อวัตต์) | 8.2 | 12.5 | 520.4% |
| ขนาดคลัสเตอร์สูงสุด | 16,000 หน่วย | 50,000+ หน่วย | 2120.5% |
การประยุกต์ใช้ในโลกจริงและผลกระทบ
รายการMellanox QM9700ได้ถูกนําไปใช้ในศูนย์คอมพิวเตอร์ชั้นสูงหลายแห่งทั่วโลก แสดงให้เห็นถึงการปรับปรุงที่สําคัญ ในการทํางานของแอพลิเคชั่นการนํา QM9700 มาใช้ในคลาสเตอร์ตัวนําของพวกเขา ส่งผลให้การลดเวลาในการแก้ไข 42% สําหรับการจําลองไดนามิกของสารเหลวที่ซับซ้อนเช่นเดียวกัน ศูนย์การคาดการณ์สภาพอากาศในยุโรปรายงานการปรับปรุง 35% ในการแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างโน้ดคอมพิวเตอร์ ทําให้การคาดการณ์สภาพอากาศในเวลาจริงใกล้เคียงได้แม่นยํามากขึ้น
ความคุ้มค่าทางกลยุทธ์สําหรับพื้นฐาน HPC
สําหรับองค์กรที่ลงทุนในพื้นฐานคอมพิวเตอร์ที่มีประสิทธิภาพสูง เนื้อเยื่อเครือข่ายเป็นตัวกําหนดที่สําคัญของการทํางานของระบบโดยรวมInfiniBandโซลชั่นนํามาซึ่ง ROI ที่สัมผัสได้ ผ่านการลดเวลาการคํานวณ, การใช้พลังงานที่ต่ํากว่า, และความสามารถในการปรับขนาดที่ดีกว่าสําหรับการเติบโตในอนาคตสถาบันวิจัยและบริษัทสามารถเร่งวงจรนวัตกรรมและแก้ปัญหาคอมพิวเตอร์ที่ซับซ้อนมากขึ้น ที่ก่อนหน้านี้ไม่เป็นไปได้เพราะข้อจํากัดในการเชื่อมต่อ.
ขั้นตอนต่อไปสําหรับทีมงานพื้นฐาน HPC
เนื่องจากความต้องการในการคํานวณยังคงเติบโตอย่างรวดเร็ว, การแก้ไขเครือข่ายที่เก่าแก่จะกลายเป็นไม่เพียงพอสําหรับภาระการทํางาน HPC ที่ทันสมัย.เครือข่าย HPCผลงานและประสิทธิภาพ ทีมพื้นฐานที่ประเมินการจัดจําหน่ายซูเปอร์คอมพิวเตอร์รุ่นใหม่ ควรพิจารณาข้อดีที่พิสูจน์ของ QM9700InfiniBandสถาปัตยกรรม