Hoogwaardige Computing Netwerk Oplossing: InfiniBand Drijft Doorbraken in Supercomputing Prestaties
September 17, 2025
Inleiding:De onverzadigbare vraag naar rekenkracht in wetenschappelijk onderzoek, kunstmatige intelligentie en complexe simulaties vergroot de grenzen van high-performance computing (HPC).Als supercomputers evolueren van petaflop naar exaflop schaal, is er een kritieke knelpunt ontstaan: de interconnectie.Traditionele netwerkkleding heeft moeite om bij te blijven met de enorme gegevensdoorvoer en de ultralage latentie van moderne parallelle computingDit is waar...Mellanox InfiniBandDe nieuwe technologie is de basis voor de ontwikkeling van de technologie.supercomputernetwerkenEen weefsel dat echte prestatie doorbraken mogelijk maakt, zodat duizenden rekenknooppunten samen kunnen werken als één enkel, krachtig systeem.
Het landschap vanHPCWerkbelastingen gaan niet langer alleen over ruwe schommeltekenberekeningen; ze zijn steeds meer datacentrisch.met betrekking tot enorme datasets en die snelle communicatie tussen knooppunten in een cluster vereisenOf het nu gaat om het simuleren van klimaatmodellen, het decoderen van genomische sequenties of het trainen van grootschalige AI-modellen, deze toepassingen worden ernstig beperkt door de netwerkprestaties.De belangrijkste uitdagingen zijn::
- Invoer/uitvoer knelpunten:Inefficiënte gegevensverplaatsing tussen opslag, rekenknooppunten en GPU's kan dure processors in de rust laten, rekencycli verspillen en de tijd tot oplossing verlengen.
- Communicatie latency:Aangezien applicaties tot honderden duizenden cores kunnen schalen, kunnen zelfs microsecondevertragingen in berichtdoorgevende interface (MPI) -communicatie de algehele prestaties van de applicatie exponentieel verlagen.
- Beperkingen van de schaalbaarheid:Traditionele Ethernet-netwerken worden geconfronteerd met congestie- en complexiteitsproblemen op extreme schaal, waardoor het moeilijk is om voorspelbare prestaties te behouden bij grootschalige implementaties.
- Energie- en kostenefficiëntieHet bouwen van een exaschaalsysteem met inefficiënte netwerken is economisch en ecologisch onhoudbaar en vereist alleen al enorme energie voor gegevensverkeer.
Deze uitdagingen vereisen een nieuw paradigmasupercomputernetwerken, een die is ontworpen vanaf de grond voor de eisen van exascale computing.
Mellanox InfiniBandbiedt een uitgebreide end-to-endoplossing die speciaal is ontworpen om de beperkingen van traditionele netwerken te overwinnen.Het is een slimmere stof die naadloos integreert met moderneHPCDe oplossing omvat een aantal belangrijke technologische innovaties:
Dit is een revolutionaire aanpak die collectieve operaties (bijv. reducties, uitzendingen) van de CPU naar het switchenetwerk overbrengt.SHARP vermindert drastisch het volume data dat het netwerk doorkruist en het aantal operaties dat nodig is van de rekenknooppunten, het versnellen van MPI-operaties en het vrijmaken van CPU-bronnen voor berekeningen.
Mellanox InfiniBand biedt end-to-end latentie van minder dan 500 nanoseconden en biedt bandbreedte snelheden van 200 Gb/s, 400 Gb/s en verder.de CPU's en GPU's op maximaal gebruik kunnen laten werken.
De InfiniBand-fabriek is ontworpen met een niet-blokkerende fat-tree-topologie die naadloze schaalbaarheid tot tienduizenden knooppunten mogelijk maakt zonder afname van de prestaties.Adaptieve routing- en congestiebeheersmechanismen zorgen voor een efficiënte gegevensstroom, zelfs onder zware belasting, waarbij de prestaties voorspelbaar blijven.
InfiniBand ondersteunt GPUDirect®-technologie, waarmee GPU's gegevens rechtstreeks over het netwerk kunnen overbrengen, waarbij de CPU en het geheugen van de host worden omzeild.NVMe over Fabrics (NVMe-oF) -ondersteuning biedt toegang tot externe opslag op lokale snelheden, het oplossen van knelpunten in de I/O.
De uitvoering vanMellanox InfiniBandDe resultaten van het onderzoek zijn zeer goed bekend en kunnen worden geanalyseerd.HPCDeze resultaten worden consequent aangetoond in's werelds toonaangevende supercomputingcentra.
| Metrische | Traditionele Ethernet-fabriek | Mellanox InfiniBand Stof | Verbetering |
|---|---|---|---|
| Applicatielatentie (MPI) | 10-20 microseconden | < 1 microseconde | > 10x vermindering |
| Gegevensdoorvoer | 100 Gb/s | 400-600 Gb/s | 4-6x toename |
| Systemefficiëntie (Utilisatie) | 60-70% | > 90% | ~ 30% toename |
| CPU-overhead voor netwerken | Hoog (20-30% kern) | Zeer laag (< 5% kern) | ~ 80% vermindering |
| Totale eigendomskosten (TCO) | Hoger (vermogen, ruimte, CPU's) | Significant lager | Tot 40% vermindering |
De reis naar exascale computing en daarbuiten is fundamenteel een netwerk uitdaging.Mellanox InfiniBandDoor de kritieke problemen van latentie, bandbreedte, schaalbaarheid en efficiëntie op te lossen,het stelt onderzoekers en ingenieurs in staat zich te concentreren op hun kernmissie innovatie, in plaats van zich te laten belemmeren door infrastructuurbeperkingen.Aangezien AI, simulatie en data-analyse zich steeds meer met elkaar verbinden, zal de rol van geavanceerde technologieën in desupercomputernetwerkenDe Commissie heeft in de afgelopen vijf jaar een aantal voorstellen ingediend voor een voorstel voor een richtlijn inzake de bescherming van de gezondheid van werknemers.
Ontdek hoeMellanox InfiniBandEen oplossing kan je leven veranderen.HPCOnze architecten experts zijn klaar om u te helpen een weefsel te ontwerpen dat voldoet aan uw meest veeleisende rekenbehoeften.Bekijk onze officiële website voor meer informatieen download gedetailleerde technische whitepapers en casestudy's van toonaangevende onderzoeksinstellingen.