Netwerkoplossingen voor High-Performance Computing (HPC): InfiniBand maakt doorbraak in supercomputing mogelijk

De grenzen van wetenschap, techniek en kunstmatige intelligentie worden door high-performance computing (HPC) verlegd.Van het simuleren van klimaatmodellen en het ontdekken van nieuwe medicijnen tot het trainen van massale generatieve AI-modellen.De complexiteit en de omvang van deze werklasten nemen exponentieel toe.supercomputernetwerkende infrastructuur, die grote datasets efficiënt tussen duizenden rekenknooppunten moet verplaatsen zonder een knelpunt te worden.Het is het centrale zenuwstelsel van de moderne supercomputer..

Traditionele netwerkarchitecturen kunnen vaak niet gelijke tred houden met de eisen van exascale computing en AI. HPC architecten en onderzoekers worden geconfronteerd met verschillende aanhoudende uitdagingen:

• Latentiegevoeligheid:Dicht gekoppelde parallelle applicaties, die Message Passing Interface (MPI) gebruiken, zijn zeer gevoelig voor latentie.
• Onvoorspelbare doorvoer:Netwerkcongestie kan onregelmatige prestaties veroorzaken, waardoor rekenknooppunten inactief zitten terwijl ze op gegevens wachten, waardevolle rekenmiddelen verspillen en de voltooiingstijden van taken verlengen.
• Inefficiënte collectieve operaties:Operaties zoals reducties en barrières waarbij meerdere knooppunten betrokken zijn, kunnen een aanzienlijke hoeveelheid host-CPU-bronnen verbruiken, waardoor cycli worden afgeleid van kerncomputatietaken.
• Grens van schaalbaarheid:Veel netwerken worstelen om prestaties en consistente latentie te behouden omdat clustergroottes tot tienduizenden knooppunten schalen, waardoor het pad naar exascale en daarbuiten wordt belemmerd.

NVIDIA'sMellanox InfiniBandHet biedt een speciaal ontworpen, end-to-end netwerkplatform dat speciaal is ontworpen om deze problemen op te lossen.HPCHet is meer dan alleen een NIC; het is een holistische stof die de gegevensbeweging en de berekeningen intelligent versnelt.

• In-Network Computing (NVIDIA SHARPTM):Dit is een revolutionaire eigenschap die InfiniBand onderscheidt. Het Scalable Hierarchical Aggregation and Reduction Protocol (SHARP) verlicht collectieve operaties (bijv. MPI Allreduce,Barrière) van de CPU naar het switchnetwerkDit vermindert de latentie drastisch en bevrijdt de CPU-bronnen van de host voor de applicatiecomputatie.
• Direct geheugen (RDMA): Mellanox InfiniBandheeft native RDMA-ondersteuning, waardoor gegevens rechtstreeks van het geheugen van een knooppunt naar een ander kunnen worden verplaatst zonder de CPU te betrekken.Deze "kernel bypass"-techniek is van fundamenteel belang voor het bereiken van ultra-lage latentie en hoge bandbreedte.
• Adaptieve routing en congestiecontrole:Het weefsel routert het verkeer dynamisch rond hotspots, zodat het netwerk gelijkmatig kan worden gebruikt en congestie voorkomen voordat deze de prestaties van de applicatie beïnvloedt.Dit leidt tot voorspelbare en consistente prestaties.
• Naadloze GPU-integratie (GPUDirect®):Technologieën zoals GPUDirect RDMA laten data rechtstreeks stromen tussen het GPU geheugen van verschillende servers over de InfiniBand fabric,die cruciaal is voor het versnellen van multi-GPU en multi-node AI training en wetenschappelijke computing workloads.

De inzet vanMellanox InfiniBandIn de afgelopen tien jaar heeft de ontwikkeling van de supercomputing in toonaangevende supercomputingcentra en onderzoeksinstellingen dramatische, meetbare resultaten opgeleverd:

Mellanox InfiniBandDe Commissie heeft zich gevestigd als de gouden standaardsupercomputernetwerken, die de nodige prestaties, schaalbaarheid en intelligentie biedt die de meest veeleisende bedrijven ter wereld vereisen.HPCDoor het oplossen van kritieke knelpunten in netwerken door middel van innovaties zoals in-network computing, stelt het onderzoekers en wetenschappers in staat sneller doorbraakresultaten te bereiken.Het is niet alleen een verbindingHet is een essentiële versneller voor menselijke kennis en innovatie.