Comparativo de Redes de Supercomputação: InfiniBand vs. Ethernet

Resumo:À medida que as cargas de trabalho de computação de alto desempenho (HPC) se tornam mais complexas e intensivas em dados, a escolha da tecnologia de interconexão é fundamental.Rede de HPCA InfiniBand e a Ethernet tradicionais da Mellanox avaliam os seus méritos arquitetónicos para os clusters de investigação em supercomputação e IA da próxima geração.

Os ambientes de computação de alto desempenho de hoje vão além da simulação científica tradicional para abranger treinamento de inteligência artificial, análise de big data e processamento em tempo real.Estas cargas de trabalho exigem um tecido de interconexão que fornece não só largura de banda brutaA rede transformou-se de um tubo de dados passivo em um componente ativo e inteligente da arquitetura de computação.fazer a escolha entreInfiniBand versus EthernetUma decisão arquitectónica fundamental que dicte o desempenho e a eficiência globais do cluster.

A diferença fundamental entre a InfiniBand e a Ethernet reside na sua filosofia de design.Rede de HPC, enquanto a Ethernet evoluiu a partir de um padrão de rede de propósito geral.

Dirigido porMellanox(agora parte da NVIDIA), a InfiniBand oferece um tecido sem perdas com recursos de ponta:

• RDMA nativo:Fornece transferência direta de memória para memória entre servidores, ignorando o SO e a CPU, o que reduz a latência para menos de 600 nanossegundos.
• Computação em rede:A tecnologia SHARP da Mellanox permite que as operações de agregação (como all-reduce) sejam executadas dentro do tecido do switch, reduzindo drasticamente o volume de dados e acelerando as operações coletivas.
• Alta largura de banda:Implementa 400Gb/s NDR InfiniBand, proporcionando um tráfego consistente e sem congestionamento.

A Ethernet moderna de alto desempenho (com RoCE - RDMA sobre Ethernet convergente) fez progressos significativos:

• Familiaridade e Custo:Aproveita os conhecimentos existentes em matéria de TI e pode beneficiar de economias de escala.
• RoCEv2:Permite capacidades de RDMA em redes Ethernet, embora exija um tecido sem perdas configurado (DCB) para funcionar de forma ideal.
• Velocidade:Oferece taxas de largura de banda brutas comparáveis, com 400Gb/s Ethernet prontamente disponíveis.

As vantagens teóricas da InfiniBand se materializam em ganhos tangíveis de desempenho em ambientes reais de HPC e IA.

OInfiniBand versus EthernetA decisão não é meramente técnica, mas carrega um peso estratégico significativo.MellanoxA tecnologia oferece um desempenho superior e previsível para simulações fortemente acopladas e treinamento de IA em larga escala,traduzindo-se diretamente em tempo de solução mais rápido e maior utilização de recursosA Ethernet oferece vantagens convincentes em ambientes heterogéneos e cargas de trabalho mistas, onde a integração com redes empresariais mais amplas é uma prioridade.seu desempenho é muitas vezes mais dependente de uma configuração meticulosa para se aproximar daquele de um tecido InfiniBand construído especificamente.

Não existe uma resposta única para todosRede de HPCpara implantações de missão crítica em que o máximo de desempenho da aplicação, a menor latência,A InfiniBand continua a ser o líder indiscutível.Para clusters que executam cargas de trabalho diversas ou onde a familiaridade operacional é primordial, as soluções Ethernet avançadas apresentam uma alternativa viável.A chave é alinhar a arquitetura da rede com os requisitos computacionais e económicos específicos da carga de trabalho.

Para determinar a estratégia de interconexão ideal para as suas necessidades computacionais, envolva-se com parceiros especialistas para uma análise detalhada da carga de trabalho e testes de prova de conceito.A avaliação dos padrões de comunicação da sua aplicação é o primeiro passo para a construçãoRede de HPCinfra-estrutura.