Сравнение сетей HPC: InfiniBand против Ethernet

[ГОРОД, ДАТА] — Непрерывный спрос на более быструю обработку и большие наборы данных в научных исследованиях, обучении ИИ и сложных симуляциях выдвинул на первый план сетевых технологий HPC. Выбор технологии межсоединений больше не является деталью бэкенда, а основным фактором, определяющим общую производительность и эффективность системы. Давно ведущиеся дебаты InfiniBand против Ethernet продолжают развиваться, при этом Mellanox (теперь часть NVIDIA Networking) NVIDIA лидирует в инновациях в обоих направлениях. Этот анализ разбивает ключевые отличия, формирующие будущее инфраструктуры суперкомпьютеров.

В основе дебатов о сетевых технологий HPC лежит сырая производительность. InfiniBand неизменно лидирует в производительности приложений, что является результатом его философии проектирования, отдающей приоритет низкой задержке и высокой пропускной способности для тесно связанных параллельных вычислений.

• Задержка: Архитектура коммутации InfiniBand с прямой передачей обеспечивает сквозную задержку часто ниже 1 микросекунды, что имеет решающее значение для трафика MPI в научных вычислениях. Ethernet, хотя и улучшается с RDMA (RoCEv2), обычно демонстрирует немного более высокую задержку из-за коммутации с промежуточным хранением и пересылкой и накладных расходов стека TCP/IP.
• Пропускная способность: Обе технологии сегодня предлагают решения со скоростью 400 Гбит/с, а в планах — 800 Гбит/с и выше. Однако собственные механизмы RDMA и управления перегрузками InfiniBand часто обеспечивают более стабильную и предсказуемую пропускную способность для требовательных рабочих нагрузок HPC.

Фундаментальное различие заключается в их архитектуре. InfiniBand — это интегрированный стек, где NIC, коммутаторы и программное обеспечение разработаны и оптимизированы вместе. Ethernet, напротив, является открытым стандартом с многовендорной совместимостью, предлагающим больше выбора, но потенциально меньшую оптимизацию.

Взрыв ИИ стал ключевым полем битвы. Комплексные решения NVIDIA Mellanox InfiniBand, тесно связанные с их вычислительными платформами GPU, являются фактическим стандартом в кластерах исследований ИИ высшего уровня. Такие функции, как NVIDIA SHARP™ (вычисления в сети), значительно ускоряют коллективные операции, перенося операции редукции на коммутатор, сокращая время обучения для больших моделей. Хотя Ethernet делает большие успехи с RoCE, производительность InfiniBand и оптимизированный стек для прямого взаимодействия с GPU часто делают его предпочтительным выбором для самых требовательных рабочих нагрузок ИИ.

Выбор между InfiniBand и Ethernet заключается не в объявлении одного универсально лучшим, а в согласовании технологии с конкретными требованиями к рабочей нагрузке и эксплуатационными предпочтениями.

• Выберите InfiniBand для: Максимальной производительности приложений, наименьшей задержки, самых больших задач обучения ИИ и сред, стремящихся к полностью оптимизированному, готовому решению для фабрики.
• Выберите Ethernet для: Гиперконвергентных сред, облачных HPC, кластеров, требующих глубокой интеграции с существующими корпоративными сетями, и бюджетов, чувствительных к потенциальной ценовой надбавке специализированной технологии.

Будущее сетевых технологий HPC — это не сценарий «победитель получает все». Вместо этого мы видим ландшафт сосуществования. InfiniBand, вероятно, продолжит доминировать в пиковых критически важных для производительности суперкомпьютерах и исследованиях ИИ. Ethernet, движимый своей повсеместной природой и быстрым технологическим внедрением (например, усилиями Ultra Ethernet Consortium), продолжит захватывать значительную долю рынка, особенно в масштабируемых и коммерческих развертываниях HPC. Инновации от NVIDIA Mellanox в обоих лагерях гарантируют, что у пользователей есть мощные, управляемые данными варианты для их конкретного решения InfiniBand против Ethernet.

Призыв к действию: Готовы спроектировать свой высокопроизводительный кластер? Свяжитесь с нашими экспертами сегодня, чтобы обсудить требования к вашей рабочей нагрузке и получить индивидуальный анализ того, является ли InfiniBand или Ethernet правильной основой для ваших вычислительных амбиций.