Soluzioni di rete per il calcolo ad alte prestazioni (HPC): InfiniBand consente prestazioni di supercalcolo rivoluzionarie

Le frontiere della scienza, dell'ingegneria e dell'intelligenza artificiale vengono spinte avanti dall'High Performance Computing (HPC).Dalla simulazione di modelli climatici e dalla scoperta di nuovi farmaci alla formazione di modelli di IA generativi di massa, la complessità e la portata di questi carichi di lavoro sono in crescita esponenziale.rete di supercomputerinfrastrutture, che devono spostare in modo efficiente ingenti set di dati tra migliaia di nodi di calcolo senza diventare un collo di bottiglia; l'interconnessione non è più solo un componente idraulico;È il sistema nervoso centrale del moderno supercomputer..

Le architetture di rete tradizionali spesso non riescono a tenere il passo con le richieste dell'exa-scale computing e dell'AI. Gli architetti e i ricercatori HPC affrontano diverse sfide persistenti:

• Sensibilità alla latenza:Le applicazioni parallele strettamente accoppiate, che utilizzano Message Passing Interface (MPI), sono altamente sensibili alla latenza.
• Trasmissione imprevedibile:La congestione della rete può causare prestazioni irregolari, portando i nodi di calcolo a rimanere inattivi in attesa di dati, sprecando risorse computazionali preziose e aumentando i tempi di completamento del lavoro.
• Operazioni collettive inefficienti:Le operazioni come le riduzioni e le barriere che coinvolgono più nodi possono consumare una quantità significativa di risorse della CPU ospitante, deviando i cicli dalle attività di calcolo di base.
• Limiti di scalabilità:Molte reti lottano per mantenere le prestazioni e la latenza costante poiché le dimensioni dei cluster si riducono a decine di migliaia di nodi, ostacolando il percorso verso l'exa-scala e oltre.

NVIDIAMellanox InfiniBandIl progetto è stato realizzato con l'obiettivo di sviluppare una piattaforma di networking end-to-end appositamente progettata per superare questi problemi.HPCÈ più di una semplice NIC, è un tessuto olistico che accelera intelligentemente il movimento e il calcolo dei dati.

• In-Network Computing (NVIDIA SHARPTM):Questa è una caratteristica rivoluzionaria che distingue InfiniBand. Il protocollo di aggregazione e riduzione gerarchica scalabile (SHARP) scarica le operazioni collettive (ad esempio, MPI Allreduce,Barriera) dalla CPU alla rete di switchCiò riduce drasticamente la latenza e libera le risorse della CPU per il calcolo delle applicazioni.
• Accesso remoto diretto alla memoria (RDMA): Mellanox InfiniBandha un supporto RDMA nativo, che consente di spostare i dati direttamente dalla memoria di un nodo a un altro senza coinvolgere la CPU.Questa tecnica di "bypass del kernel" è fondamentale per raggiungere una latenza ultra-bassa e un'elevata larghezza di banda.
• Routing e controllo della congestione adattivo:Il tessuto indirizza dinamicamente il traffico attorno agli hotspot, garantendo un utilizzo uniforme della rete e prevenendo la congestione prima che abbia un impatto sulle prestazioni delle applicazioni.Questo porta a prestazioni prevedibili e costanti.
• Integrazione senza soluzione di continuità della GPU (GPUDirect®):Tecnologie come GPUDirect RDMA permettono ai dati di fluire direttamente tra la memoria GPU di diversi server attraverso il tessuto InfiniBand,che è fondamentale per accelerare la formazione di AI multi-GPU e multi-nodo e i carichi di lavoro di calcolo scientifico.

Il lancio diMellanox InfiniBandIn particolare, la ricerca di nuovi sistemi di calcolo e di analisi dei dati è stata in grado di produrre risultati drammatici e misurabili:

Mellanox InfiniBandL'industria del carbone si è affermata come l'orario di riferimento perrete di supercomputer, fornendo le prestazioni necessarie, la scalabilità e l'intelligenza richieste dai più esigentiHPCRisolvendo i colli di bottiglia critici delle reti attraverso innovazioni come l'informatica in rete, consente a ricercatori e scienziati di ottenere risultati rivoluzionari più velocemente.Non si tratta solo di una connessione■ è un acceleratore essenziale per la conoscenza e l'innovazione umane.