Comparação de redes HPC: InfiniBand versus Ethernet
September 27, 2025
[CIDADE, DATA] — A demanda implacável por processamento mais rápido e conjuntos de dados maiores em pesquisa científica, treinamento de IA e simulações complexas colocou as redes HPC em destaque. A escolha da tecnologia de interconexão não é mais um detalhe de backend, mas um determinante primário do desempenho e eficiência geral do sistema. O longo debate InfiniBand vs Ethernet continua a evoluir, com a Mellanox da NVIDIA (agora parte da NVIDIA Networking) liderando a inovação em ambas as frentes. Esta análise detalha os principais diferenciadores que moldam o futuro da infraestrutura de supercomputação.
No cerne do debate sobre redes HPC está o desempenho bruto. InfiniBand tem consistentemente liderado em desempenho de aplicativos, resultado de sua filosofia de design que prioriza baixa latência e alta vazão para computações paralelas fortemente acopladas.
- Latência: A arquitetura de comutação cut-through do InfiniBand oferece latência de ponta a ponta, muitas vezes abaixo de 1 microssegundo, crucial para o tráfego MPI em computação científica. Ethernet, embora melhorando com RDMA (RoCEv2), normalmente exibe latência ligeiramente maior devido à comutação store-and-forward e à sobrecarga da pilha TCP/IP.
- Vazão: Ambas as tecnologias oferecem soluções de 400 Gb/s hoje, com 800 Gb/s e além no roteiro. No entanto, os mecanismos nativos de RDMA e controle de congestionamento do InfiniBand geralmente fornecem largura de banda mais consistente e previsível para cargas de trabalho HPC exigentes.
A diferença fundamental reside em sua arquitetura. InfiniBand é uma pilha integrada onde a NIC, os switches e o software são projetados e otimizados juntos. Ethernet, em contraste, é um padrão aberto com interoperabilidade multi-fornecedor, oferecendo mais opções, mas potencialmente menos otimização.
| Recurso | InfiniBand | Ethernet (com RoCE) |
|---|---|---|
| Controle de Congestionamento | Roteamento Adaptativo e Protocolo de Agregação e Redução Hierárquica Escalável NVIDIA (SHARP) | Controle de Fluxo Prioritário (PFC), Notificação Explícita de Congestionamento (ECN) |
| Suporte RDMA | Nativo | RoCE (RDMA sobre Ethernet Convergente) |
| Gerenciamento de Tecido | Gerenciador de Sub-rede Centralizado | Protocolos Distribuídos (por exemplo, LLDP, BGP) |
| Ecossistema | Fortemente integrado, otimizado pelo fornecedor | Multi-fornecedor, padrão aberto |
A explosão da IA se tornou um campo de batalha fundamental. As soluções InfiniBand Mellanox da NVIDIA, de ponta a ponta, fortemente acopladas às suas plataformas de computação GPU, são o padrão de fato nos clusters de pesquisa de IA de primeira linha. Recursos como NVIDIA SHARP™ (computação na rede) aceleram drasticamente as operações coletivas, descarregando as operações de redução para o switch, reduzindo os tempos de treinamento para modelos grandes. Embora o Ethernet esteja fazendo fortes avanços com RoCE, o espaço de desempenho do InfiniBand e a pilha otimizada para comunicação direta da GPU geralmente o tornam a escolha preferida para as cargas de trabalho de IA mais exigentes.
A escolha entre InfiniBand e Ethernet não se trata de declarar um universalmente melhor, mas de alinhar a tecnologia com os requisitos específicos da carga de trabalho e as preferências operacionais.
- Escolha InfiniBand para: Máximo desempenho de aplicativos, menor latência, maiores trabalhos de treinamento de IA e ambientes que buscam uma solução de tecido totalmente otimizada e pronta para uso.
- Escolha Ethernet para: Ambientes hiperconvergentes, HPC nativo da nuvem, clusters que exigem integração profunda com redes corporativas existentes e orçamentos sensíveis ao potencial custo premium da tecnologia especializada.
O futuro das redes HPC não é um cenário de tudo ou nada. Em vez disso, vemos uma paisagem de coexistência. InfiniBand provavelmente continuará a dominar o pico da supercomputação crítica para o desempenho e pesquisa em IA. Ethernet, impulsionado por sua natureza onipresente e rápida adoção tecnológica (como os esforços do Ultra Ethernet Consortium), continuará a capturar uma parte significativa do mercado, especialmente em implantações de HPC de escala e comercial. A inovação da NVIDIA Mellanox em ambos os campos garante que os usuários tenham opções poderosas e orientadas a dados para sua decisão específica InfiniBand vs Ethernet.
Chamada para Ação: Pronto para projetar seu cluster de alto desempenho? Entre em contato com nossos especialistas hoje para discutir os requisitos de sua carga de trabalho e receber uma análise personalizada sobre se InfiniBand ou Ethernet é a base certa para suas ambições computacionais.