NVIDIA Mellanox MCX4121A-ACAT Server Adapter ในกิจกรรม

ผู้ให้บริการคลาวด์ขนาดใหญ่รายหนึ่งประสบปัญหาที่คุ้นเคยขณะสร้างคลัสเตอร์จัดเก็บข้อมูลแบบกระจายรุ่นต่อไป เมื่อคลัสเตอร์ขยายใหญ่ขึ้นจนมีโหนดหลายร้อยโหนด ภาระงานของ CPU และความผันผวนของความหน่วงระดับไมโครวินาทีที่เกิดจากสแต็ก TCP/IP แบบดั้งเดิมได้จำกัดประสิทธิภาพของ NVMe-oF และฐานข้อมูลแบบกระจายอย่างรุนแรง หลังจากการประเมินอย่างเข้มงวด ทีมงานได้เลือก NVIDIA Mellanox MCX4121A-ACAT อะแดปเตอร์เซิร์ฟเวอร์เพื่ออัปเกรดเครือข่ายของตน โดยใช้ประโยชน์จากเทคโนโลยี RDMA/RoCE เพื่อเปลี่ยนแปลงเส้นทางการส่งข้อมูลอย่างพื้นฐาน

เบื้องหลังและความท้าทาย: คอขวด TCP/IP ในการรับส่งข้อมูลแบบ East-West

ในศูนย์ข้อมูลสมัยใหม่ การรับส่งข้อมูลแบบ East-West ซึ่งเป็นการสื่อสารระหว่างเซิร์ฟเวอร์ เป็นรูปแบบการรับส่งข้อมูลโดยรวม สำหรับแพลตฟอร์มจัดเก็บข้อมูลแบบกระจายของผู้ให้บริการ การดำเนินการ I/O แต่ละครั้งต้องใช้การเดินทางไปกลับของเครือข่ายหลายครั้ง สแต็ก TCP แบบเดิมใช้ CPU มากกว่า 30% เพียงเพื่อประมวลผลโปรโตคอล ทำให้เกิดความหน่วงที่คาดเดาไม่ได้ซึ่งส่งผลเสียต่อประสิทธิภาพของแอปพลิเคชัน ทีมงานต้องการโซลูชันที่สามารถข้ามเคอร์เนล ลดการแทรกแซงของ CPU และส่งมอบความหน่วงระดับต่ำกว่าไมโครวินาทีที่สม่ำเสมอทั่วทั้งคลัสเตอร์

โซลูชันและการติดตั้ง: การติดตั้ง MCX4121A-ACAT สำหรับ RoCE Transport

ผู้ให้บริการได้ติดตั้ง MCX4121A-ACAT Ethernet adapter card บนโหนดจัดเก็บข้อมูล 120 โหนด โดยแต่ละโหนดได้รับการกำหนดค่าด้วยการเชื่อมต่อ 25GbE แบบพอร์ตคู่ สร้างขึ้นบนสถาปัตยกรรม ConnectX-4 Lx การออกแบบ MCX4121A-ACAT ConnectX-4 Lx dual-port 25GbE SFP28 ช่วยให้สามารถติดตั้ง RoCE (RDMA over Converged Ethernet) ได้อย่างราบรื่นโดยไม่ต้องใช้โครงสร้างพื้นฐาน InfiniBand เฉพาะ พารามิเตอร์การติดตั้งที่สำคัญ ได้แก่:

• Priority Flow Control (PFC) และ Enhanced Transmission Selection (ETS) ที่กำหนดค่าบนสวิตช์ ToR ทั้งหมด
• การเปิดใช้งาน ECN marking สำหรับ RoCE transport ที่รับรู้ถึงความแออัด
• บทบาท NVMe-oF initiator และ target ที่จับคู่โดยตรงกับฮาร์ดแวร์ offload engines ของอะแดปเตอร์

ตาม MCX4121A-ACAT datasheet การ offload การขนส่งข้อมูลด้วยฮาร์ดแวร์ของอะแดปเตอร์ช่วยขจัดความจำเป็นในการใช้ CPU ในการเคลื่อนย้ายข้อมูล ทีมงานได้ตรวจสอบความเข้ากันได้กับ Linux distribution และ SFP28 optics ที่มีอยู่ โดยยืนยันว่าระบบนิเวศ MCX4121A-ACAT compatible ตรงตามข้อกำหนดทั้งหมด

ผลลัพธ์และประโยชน์: การเพิ่มขึ้นของ Throughput และ Latency ที่วัดผลได้

การทดสอบหลังการติดตั้งเผยให้เห็นการปรับปรุงที่น่าทึ่ง ตารางด้านล่างสรุปตัวชี้วัดประสิทธิภาพที่สำคัญก่อนและหลังการย้ายไปยังโซลูชัน MCX4121A-ACAT:

นอกเหนือจากตัวเลขดิบแล้ว MCX4121A-ACAT specifications ได้แปลเป็นประโยชน์ในการดำเนินงานจริง ความหน่วงในการจำลองฐานข้อมูลแบบกระจายลดลงกว่า 80% ทำให้สามารถรับประกันความสอดคล้องที่เข้มงวดมากขึ้น NVMe-oF read/write IOPS เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า และแกน CPU ของโหนดจัดเก็บข้อมูลที่เคยใช้ในการประมวลผลสแต็กเครือข่ายถูกนำไปใช้ใหม่สำหรับบริการข้อมูลจริง ผู้ให้บริการยังตั้งข้อสังเกตว่า MCX4121A-ACAT Ethernet adapter card solution ช่วยลดต้นทุนรวมในการเป็นเจ้าของ เนื่องจากต้องการโหนดน้อยลงเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพรวมเท่าเดิม

สำหรับองค์กรที่กำลังประเมินการอัปเกรดที่คล้ายคลึงกัน MCX4121A-ACAT price ทำให้เป็นทางเลือกที่คุ้มค่าแทนโซลูชันการเชื่อมต่อเฉพาะ ผู้จัดจำหน่ายหลายรายมี MCX4121A-ACAT for sale พร้อมราคาขายส่ง ทำให้การติดตั้ง RoCE ขนาดใหญ่สามารถเข้าถึงได้มากขึ้น

สรุปและแนวโน้ม: แผนผังสำหรับศูนย์ข้อมูลที่มีความหน่วงต่ำ

การติดตั้งนี้แสดงให้เห็นว่า NVIDIA Mellanox MCX4121A-ACAT เป็นมากกว่าการอัปเกรดสเปก แต่เป็นตัวเปิดใช้งานพื้นฐานสำหรับระบบประสิทธิภาพสูงแบบกระจาย ด้วยการรวมแบนด์วิดท์ 25GbE แบบพอร์ตคู่เข้ากับการขนส่ง RoCE ที่ฮาร์ดแวร์ offloaded อะแดปเตอร์นี้จึงแก้ปัญหาความตึงเครียดที่ยาวนานระหว่างประสิทธิภาพเครือข่ายและประสิทธิภาพของ CPU เนื่องจากคลัสเตอร์การฝึก AI, การจัดเก็บข้อมูลแบบ disaggregated และการวิเคราะห์แบบเรียลไทม์ยังคงต้องการความหน่วงที่ต่ำลงและ throughput ที่สูงขึ้น MCX4121A-ACAT จึงมอบเส้นทางที่ได้รับการพิสูจน์แล้วพร้อมสำหรับการใช้งานจริง สถาปนิกเครือข่ายและผู้จัดการฝ่ายไอทีที่กำลังมองหาอะแดปเตอร์เซิร์ฟเวอร์ที่เชื่อถือได้และมีประสิทธิภาพสูง ไม่ต้องมองหาที่อื่นนอกจาก ConnectX-4 Lx ที่ทรงพลังนี้