Сетевые адаптеры NVIDIA: Ключевые аспекты для адаптации и разгрузки с высокой пропускной способностью и низкой задержкой

В современных вычислительных средах, интенсивно использующих данные, производительность сети стала критическим узким местом. Сетевые адаптеры NVIDIA разработаны для решения этой проблемы с помощью расширенного аппаратного разгрузки и возможностей высокой пропускной способности, которые преобразуют сетевые подключения центров обработки данных.

Традиционные сетевые интерфейсы с трудом справляются с современными требованиями приложений, особенно в обучении ИИ, высокопроизводительных вычислениях и облачной инфраструктуре. Подход NVIDIA сочетает в себе несколько ключевых технологий для обеспечения исключительной производительности:

• RDMA (Remote Direct Memory Access): Обеспечивает прямой доступ к памяти между системами без участия ЦП
• RoCE (RDMA over Converged Ethernet): Расширяет возможности RDMA до стандартных сетей Ethernet
• Движки аппаратной разгрузки: Обрабатывают сетевые протоколы в выделенном оборудовании
• Многоочередная архитектура: Распределяет сетевую обработку между несколькими ядрами ЦП

Сетевые адаптеры NVIDIA, включая серии ConnectX и BlueField DPU, предоставляют значительные преимущества для высокопроизводительных сетевых сред. Сочетание технологий RDMA и RoCE снижает задержку до 70% по сравнению с традиционными сетями TCP/IP, одновременно снижая загрузку ЦП на 50%.

Эти адаптеры поддерживают скорости от 25GbE до 400GbE, что делает их идеальными для приложений, интенсивно использующих данные. Возможности аппаратной разгрузки выходят за рамки базовых сетевых функций и включают в себя:

• Обработку протоколов хранения (NVMe-oF, iSER)
• Функции безопасности, включая ускорение IPsec и TLS
• Разгрузку виртуальных коммутаторов для программно-определяемых сетей
• Качество обслуживания (QoS) и управление трафиком

В рабочих нагрузках ИИ и машинного обучения сетевые карты NVIDIA обеспечивают эффективное масштабирование на нескольких серверах. Возможности высокой пропускной способности позволяют ускорить обучение моделей за счет уменьшения накладных расходов на связь между узлами. Технология RDMA оказывается особенно ценной в этих средах, обеспечивая прямую связь между графическими процессорами через сеть.

Для приложений хранения сочетание высокопроизводительных сетей и разгрузки NVMe-oF обеспечивает производительность, близкую к локальному хранилищу, из удаленных систем хранения. Это обеспечивает более гибкие и масштабируемые архитектуры хранения без ущерба для производительности.

Успешное развертывание сетевых адаптеров NVIDIA требует тщательного планирования. Сетевая инфраструктура должна поддерживать необходимые функции, включая Data Center Bridging (DCB) для реализаций RoCE. Правильная настройка драйверов и прошивки Mellanox необходима для использования всех возможностей оборудования.

При оценке сетевых карт NVIDIA для вашей среды учитывайте следующие факторы:

• Требования к задержке приложений и чувствительность
• Совместимость с существующей сетевой инфраструктурой
• Цели и ограничения использования ЦП
• Будущие потребности в масштабируемости и прогнозы роста

Расширенные возможности сетевых адаптеров NVIDIA, особенно через реализации RDMA и RoCE, представляют собой значительный прогресс в технологии высокопроизводительных сетей. Снижая задержку и нагрузку на ЦП, одновременно увеличивая пропускную способность, эти решения обеспечивают новые уровни производительности приложений и эффективности центров обработки данных.

Поскольку рабочие нагрузки, интенсивно использующие данные, продолжают развиваться, важность оптимизированной сетевой инфраструктуры будет только возрастать. Комплексный подход NVIDIA к ускорению сети позиционирует эти адаптеры как критически важные компоненты в современных архитектурах центров обработки данных.