อะแดปเตอร์เครือข่าย NVIDIA: ข้อมูลเชิงลึกทางเทคนิคเกี่ยวกับการปรับตัวและการแบ่งเบาภาระแบนด์วิธสูงและเวลาแฝงต่ำ

ในยุคของคอมพิวเตอร์ที่เร่งความเร็ว อะแดปเตอร์เครือข่ายได้พัฒนาจากอุปกรณ์เชื่อมต่อแบบง่ายๆ ไปสู่เครื่องมือประมวลผลที่ซับซ้อน กลุ่มผลิตภัณฑ์อะแดปเตอร์เครือข่ายของ NVIDIA รวมถึงซีรีส์ ConnectX แสดงถึงการเปลี่ยนแปลงกระบวนทัศน์ในวิธีการเคลื่อนย้ายข้อมูลผ่านศูนย์ข้อมูลสมัยใหม่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งศูนย์ข้อมูลที่สร้างขึ้นสำหรับปัญญาประดิษฐ์และการประมวลผลประสิทธิภาพสูง

การ์ดอินเทอร์เฟซเครือข่าย (NIC) แบบดั้งเดิมมักจะสร้างปัญหาคอขวดด้านประสิทธิภาพโดยอาศัยทรัพยากร CPU ของโฮสต์สำหรับการประมวลผลข้อมูลเป็นอย่างมาก แนวทางของ NVIDIA เปลี่ยนแปลงพลวัตนี้โดยพื้นฐานโดยการฝังความสามารถในการประมวลผลที่สำคัญลงในอะแดปเตอร์เครือข่ายโดยตรง ทำให้สามารถสร้างเครือข่ายประสิทธิภาพสูงอย่างแท้จริงผ่านเทคโนโลยีการออฟโหลดอัจฉริยะ

อะแดปเตอร์เครือข่าย NVIDIA ได้รับการออกแบบด้วยเทคโนโลยีที่ก้าวล้ำหลายอย่างที่ทำให้แตกต่างในสภาพแวดล้อมที่มีความต้องการสูง:

• RDMA (Remote Direct Memory Access):เทคโนโลยีนี้ช่วยให้เข้าถึงหน่วยความจำได้โดยตรงจากคอมพิวเตอร์เครื่องหนึ่งไปยังอีกเครื่องหนึ่งโดยไม่ต้องเกี่ยวข้องกับระบบปฏิบัติการใดๆ ซึ่งช่วยลดเวลาแฝงและภาระ CPU ลงอย่างมาก
• RoCE (RDMA over Converged Ethernet):การใช้งาน RoCE ของ NVIDIA นำข้อดีของ RDMA มาสู่เครือข่าย Ethernet มาตรฐาน ทำให้สามารถเข้าถึงความสามารถด้านประสิทธิภาพสูงได้โดยไม่จำเป็นต้องมีโครงสร้างพื้นฐานพิเศษ
• เครื่องมือออฟโหลดขั้นสูง: อะแดปเตอร์จัดการการประมวลผลโปรโตคอล ความปลอดภัย และงานการเคลื่อนย้ายข้อมูล ซึ่งโดยปกติแล้วจะสร้างภาระให้กับ CPU ของโฮสต์
• การเชื่อมต่อแบบหลายโฮสต์: บางรุ่นรองรับการเชื่อมต่อเซิร์ฟเวอร์หลายเครื่องเข้ากับอะแดปเตอร์เดียว ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้ทรัพยากรในการปรับใช้แบบหนาแน่น

การรวมกันของเทคโนโลยี RDMA และ RoCE ในอะแดปเตอร์ NVIDIA มอบข้อได้เปรียบที่วัดผลได้ในแอปพลิเคชันต่างๆ:

• คลัสเตอร์การฝึกอบรม AI:ลดเวลาแฝงในการสื่อสารระหว่างโหนดลงได้ถึง 80% เมื่อเทียบกับการเชื่อมต่อ TCP/IP แบบดั้งเดิม
• ระบบการซื้อขายความถี่สูง: บรรลุเวลาแฝงในระดับไมโครวินาทีสำหรับการทำธุรกรรมทางการเงิน
• การวิเคราะห์ข้อมูลขนาดใหญ่: เร่งท่อประมวลผลข้อมูลโดยลดปัญหาคอขวดของเครือข่าย
• ระบบจัดเก็บข้อมูล: เปิดใช้งานการเข้าถึงที่เก็บข้อมูลประสิทธิภาพสูงผ่านการใช้งาน NVMe-oF

การปรับใช้อะแดปเตอร์เครือข่าย NVIDIA ให้ประสบความสำเร็จต้องให้ความสนใจกับปัจจัยสำคัญหลายประการ:

• โครงสร้างพื้นฐานเครือข่ายต้องรองรับ Data Center Bridging (DCB) เพื่อประสิทธิภาพ RoCE ที่เหมาะสมที่สุด
• การติดตั้งไดรเวอร์และการอัปเดตเฟิร์มแวร์ที่เหมาะสมเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการเข้าถึงคุณสมบัติขั้นสูงทั้งหมด
• การผสานรวมกับสแต็กซอฟต์แวร์ของ NVIDIA รวมถึง NCCL สำหรับการสื่อสารแบบรวม ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพโดยรวมของระบบ

NVIDIA ยังคงสร้างสรรค์สิ่งใหม่ๆ ในพื้นที่อะแดปเตอร์เครือข่าย โดยมีการพัฒนาที่เน้นความเร็วพอร์ตที่สูงขึ้น การออฟโหลดความปลอดภัยที่ได้รับการปรับปรุง และการผสานรวมที่แน่นแฟ้นยิ่งขึ้นกับทรัพยากรการประมวลผล GPU ซีรีส์ BlueField แสดงถึงวิวัฒนาการครั้งต่อไป โดยผสมผสานอะแดปเตอร์เครือข่ายเข้ากับความสามารถของหน่วยประมวลผลข้อมูล (DPU) อย่างเต็มรูปแบบ

อะแดปเตอร์เครือข่าย NVIDIA พร้อมเทคโนโลยี RDMA และ RoCE ไม่ได้เป็นเพียงส่วนประกอบการเชื่อมต่อเท่านั้น แต่ยังเป็นตัวเปิดใช้งานเชิงกลยุทธ์ของโครงสร้างพื้นฐานประสิทธิภาพสูงสมัยใหม่อีกด้วย ด้วยการออฟโหลดฟังก์ชันเครือข่ายที่สำคัญและเปิดใช้งานการเข้าถึงหน่วยความจำโดยตรงในระบบต่างๆ อะแดปเตอร์เหล่านี้จะกำจัดปัญหาคอขวดแบบดั้งเดิมและปลดล็อกศักยภาพทั้งหมดของสภาพแวดล้อมการประมวลผลแบบกระจาย เมื่อเวิร์กโหลดที่เน้นข้อมูลยังคงพัฒนาอย่างต่อเนื่อง อะแดปเตอร์เหล่านี้จะมีบทบาทสำคัญมากขึ้นในการกำหนดสิ่งที่เป็นไปได้ในการสร้างเครือข่ายประสิทธิภาพสูง

สำรวจกลุ่มผลิตภัณฑ์อะแดปเตอร์เครือข่ายของ NVIDIA