Soluzioni di rete ad alte prestazioni per istituzioni di ricerca: Scenari applicativi ConnectX-7

La ricerca incessante di scoperte e innovazioni scientifiche richiede un'infrastruttura computazionale in grado di tenere il passo con carichi di lavoro di ricerca sempre più complessi.Questo resoconto di soluzione esplora come laMellanox ConnectX-7L'adattatore serve come tecnologia fondamentale per la modernaricerca accademicaL'obiettivo è quello di creare un ambiente di lavoro che consenta prestazioni innovative in diversi settori.HPCApplicazioni dalla biologia computazionale all'astrofisicaGli istituti di ricerca possono accelerare il tempo di scoperta e massimizzare il ritorno degli investimenti informatici.

Modernoricerca accademicaL'Europa è entrata in un'era di scoperte ad alta intensità di dati, in cui le scoperte scientifiche dipendono sempre più dalla capacità di elaborare e analizzare enormi set di dati.La scala delle sfide computazionali è cresciuta esponenzialmente, con progetti di ricerca in campi come la genomica, la fisica delle particelle e la modellazione climatica che generano petabyte di dati che richiedono analisi sofisticate.Questo diluvio di dati ha reso le reti ad alte prestazioni non solo un miglioramento, ma una necessitàHPCLe istituzioni di ricerca di tutto il mondo stanno aggiornando le loro infrastrutture per sostenere la scienza collaborativa, le partnership interistituzionali,e metodologie ad alta intensità di dati che definiscono la ricerca del 21° secolo.

Gli istituti di ricerca devono affrontare importanti sfide infrastrutturali che ostacolano il progresso scientifico e limitano l'efficacia delle loro risorse computazionali.

• Limitazioni del movimento dei dati:Le infrastrutture di rete tradizionali non possono tenere il passo con i tassi di generazione dei dati degli strumenti scientifici moderni.creare strozzature che ritardano i risultati della ricerca e riducono l'utilizzo degli strumenti.
• Diversità del carico di lavoro multidisciplinare:I centri informatici di ricerca devono supportare carichi di lavoro diversi con requisiti di rete diversi, dai trasferimenti di file di grandi dimensioni in genomica al traffico di piccoli messaggi nelle simulazioni di dinamica molecolare.
• Ricerca collaborativa richiede:I progetti di ricerca multi-istituzionali richiedono la condivisione senza soluzione di continuità dei dati attraverso i confini geografici, richiedendo capacità di rete ad ampia area ad alte prestazioni.
• Inefficienza nell'utilizzo delle risorse:Le risorse di calcolo costose, in particolare le GPU e gli acceleratori specializzati, spesso si trovano inattive in attesa del completamento dei trasferimenti di dati, riducendo il rendimento complessivo dell'investimento.
• Restrizioni di bilancio:Gli istituti di ricerca devono raggiungere il massimo delle prestazioni entro budget limitati, richiedendo soluzioni che offrano rapporti prezzo/prestazioni eccezionali.

Queste sfide comportano spesso ritardi nei risultati della ricerca, un utilizzo inefficiente delle risorse e una capacità limitata di perseguire opportunità di ricerca ad alta intensità di dati.

IlMellanox ConnectX-7L'adapter fornisce una soluzione completa alle sfide di networking affrontate dagli istituti di ricerca, offrendo prestazioni e flessibilità senza precedenti perHPCambienti.

• Performance di 400 Gb/s:Fornisce connettività InfiniBand ed Ethernet a 400 Gb/s, fornendo la larghezza di banda necessaria per applicazioni di ricerca ad alta intensità di dati e simulazioni su larga scala.
• Discarico dell' hardware:Offloads l'elaborazione della rete dalle CPU host, liberando risorse computazionali preziose per applicazioni di ricerca piuttosto che spese generali di infrastruttura.
• Supporto RoCE avanzato:Implementa RDMA su Ethernet convergente con controllo della congestione migliorato, consentendo una rete ad alte prestazioni su infrastrutture Ethernet standard.
• Tecnologia multi-host:Consente a più server di condividere un unico adattatore ConnectX-7, riducendo i costi dell'infrastruttura e la complessità in ambienti di elaborazione densi.
• Timing di precisione:Fornisce un timestamp di nanosecondi di precisione essenziale per l'acquisizione sincronizzata dei dati e le misurazioni sperimentali.

IlMellanox ConnectX-7consente prestazioni trasformative in più settori di ricerca, ciascuno con requisiti di rete unici.

Nei progetti di sequenziamento genomico su larga scala, il ConnectX-7 accelera il trasferimento dei dati dagli strumenti di sequenziamento ai sistemi di archiviazione e alle risorse computazionali.I ricercatori possono elaborare interi genomi umani in poche ore anziché giorni, che consente analisi rapide per la ricerca clinica e gli studi sulla popolazione.

Per le simulazioni climatiche globali che richiedono la comunicazione tra migliaia di nodi di calcolo, la bassa latenza e l'elevata larghezza di banda dell'adattatore garantiscono un'esecuzione efficiente del modello.I ricercatori possono eseguire modelli ad alta risoluzione con uno scambio di dati più frequente, migliorando la precisione della simulazione.

Negli esperimenti di fisica delle particelle che generano petabyte di dati, il ConnectX-7 consente una distribuzione efficiente dei dati alle risorse di elaborazione in tutto il mondo.La tecnologia supporta il filtraggio e l'analisi dei dati in tempo reale necessari per rilevare eventi fisici rari.

ImplementazioneMellanox ConnectX-7La tecnologia offre benefici misurabili in tutte le principali metriche di calcolo della ricerca.

Questi miglioramenti si traducono in risultati di ricerca più rapidi, maggiore produttività e costi computazionali ridotti perricerca accademicaistituzioni.

Un laboratorio nazionale di primo pianoMellanox ConnectX-7Adaptatori in tutta la loro ammiragliaHPCL'implementazione ha raggiunto un'efficienza di scalabilità del 95% sulle simulazioni di dinamica molecolare a 1024 nodi e ha ridotto del 60% il tempo di analisi dei dati per la ricerca sul clima.Il laboratorio ha riportato un miglioramento del 40% nell'utilizzo complessivo del sistema e una significativa riduzione del tempo di soluzione in più settori di ricerca.

IlMellanox ConnectX-7L'impostazione di una nuova tecnologia per la ricerca scientifica del 21° secolo, eliminando i colli di bottiglia della rete e fornendo prestazioni senza precedenti,il ConnectX-7 consente ai ricercatori di concentrarsi sulla scienza piuttosto che sui limiti computazionaliPer...ricerca accademicaL'investimento nella tecnologia ConnectX-7 è un investimento nella scoperta e nell'innovazione future.