NVIDIA メラノックス MCX653105A-HDAT サーバーアダプター テクニカルホワイトペーパー

September 10, 2026

NVIDIA メラノックス MCX653105A-HDAT サーバーアダプター テクニカルホワイトペーパー

NVIDIA Mellanox MCX653105A-HDAT サーバーアダプター テクニカルホワイトペーパー

1プロジェクト背景と要件分析

データセンターのワークロードの進化 特別に人工知能,高性能コンピューティング (HPC)サーバーインフラストラクチャのネットワーク要件を根本的に変更しました一般目的のトラフィックのために設計された伝統的なネットワークスタックは,スケールで禁止される遅延とCPUオーバーヘッドを導入します.分散型機械学習訓練リアルタイムの分析には 決定的微秒未満の遅延と ハードウェア加速データ移動が必要です

ネットワークアーキテクトとインフラストラクチャ・リードは,これらのワークロードの輸送手段として,RDMA over Converged Ethernet (RoCE) にますます目を向けています.RoCEの成功は,基礎となるアダプタが輸送処理をオフロードする能力に依存する.企業およびクラウド展開で特定された主要な要件には,以下の通りが含まれます:

  • 端から端までの RDMA 遅延が遅延に敏感なアプリケーションでは 3 マイクロ秒未満
  • 高密度ストレージとコンピューティングノードをサポートするためのサーバー1台あたり40Gb/sを超える総処理能力
  • AI ワークロードにおけるホスト側メモリ コピーを排除する GPUDirect のハードウェアオフロード
  • 決定的性能のためのPFCとECNで損失のないイーサネット転送
  • 総合的なテレメトリとプログラム可能なデータ経路

についてNVIDIA メラノックス MCX653105A-HDATこの要件をConnectXアーキテクチャで解決し,ハードウェア加速 RoCEv2 を提供し,高度な混雑管理最も要求の厳しい企業環境に適した包括的なプログラミングフレームワーク.

2ネットワーク・システム・アーキテクチャの設計

提案されたソリューションアーキテクチャは,サーバーアクセス層で25/50/100GbE接続性を持つ葉の脊柱トポロジーを採用している.各コンピューティング,ストレージ,またはGPU加速ノードは,MCX653105A-HDAT ConnectX アダプター PCIe ネットワーク カード, トップ・オブ・ラック (ToR) スイッチに冗長な接続性を提供する.このアーキテクチャには4つの異なる層が含まれます.

  • 計算/ストレージ エッジ:についてMCX653105A-HDAT イーサネット アダプター カードPCIe Gen 4.0 x16 経由でホストに接続し,最大 256 GB/s のバイダイレクトなホスト帯域幅を提供します.
  • ネットワークファブリック:デュアルポートは柔軟なメディア (25GbEのSFP28,50/100GbEのQSFP) をサポートし,アクティブ・アクティブロードバランスとハードウェアLAGオフロードを搭載している.アダプターは最大200Gb/sの総スループットをサポートする.
  • RDMA トランスポートハードウェア加速 RoCEv2 断片化,再組み立て,混雑制御の完全なオフロード.アダプタは,微秒未満の遅延で1秒あたり2億メッセージ (Mpps) までサポートします.
  • 管理とテレメトリレッドフィッシュとSNMPの完全なサポートを備えたバンド外管理,リアルタイムのファブリックモニタリングのためのバンド内テレメトリで補完されます.

このデザインは,収束し,損失のないイーサネットファブリックを強調しています.NVIDIA メラノックス MCX653105A-HDATRDMAエンドポイントとして機能し,ホストCPUの介入なしに直接メモリからメモリへの転送を可能にします.MCX653105A-HDAT対応既存のイーサネットスイッチングインフラストラクチャで,PFCとECNサポートのみを必要とします. 現代のデータセンタースイッチで一般的に利用できる機能.

3. NVIDIA Mellanox MCX653105A-HDATの役割と主要な特徴

についてMCX653105A-HDAT低レイテンシーで高速なネットワークを実現する3つの異なる価値層を提供することで,アーキテクチャに中心的な役割を果たします.

A. ハードウェア加速RDMAエンジン
アダプターは,完全にプログラム可能なパケット処理パイプラインを統合し,分割,再組み立て,混雑制御を含む RoCEv2 輸送操作をオフロードします.完全にホストCPUから......MCX653105A-HDATデータシート,ハードウェアはすべてのパケットサイズでワイヤレートパフォーマンスをサポートし,最大メッセージレートは200 Mppsです.

B.GPUDirectとNVMe-oFのオフロード
重要な特徴としてMCX653105A-HDATGPUDirectの統合サポートにより,ホスト側のコピーなしでGPUメモリとネットワークインターフェイスとの間の直接データ移動が可能です.これは分散されたAI訓練における重要なボトルネックを取り除きますストレージワークロードでは,アダプタはNVMe-oF操作をオフロードし,標準Ethernetを高性能ストレージファブリックに変換します.

C. 高度な品質管理と混雑管理
アダプタは,厳格な優先度,重量化されたフェアキュー,およびレート制限のサポートで,トラフィッククラスごとに優先順位を設定します. 混雑管理機能には,ハードウェアベースのECNマーク,PFC生成調整可能なルートを設定できます.MCX653105A-HDATの仕様.

D. セキュリティとプログラム可能性
アダプタには信頼性のハードウェアルーツ,セキュア・ブート,暗号化されたファームウェア更新が含まれます. プログラム可能なデータパスは柔軟なマッチアクション処理をサポートします.カスタムオフロードと帯域内ネットワークテレメトリ (INT) 収集を可能にする.

4展開と拡張性に関する勧告

典型的なデプロイトポロジー

推奨される展開は,次の構成の"spine-leaf"トポロジーに従います.

  • レフスイッチ:25/50/100GbE ToR スイッチはRoCEv2をサポートし,専用優先キューとECNでPFCを構成している.最大限のRoCE性能のためにジャンボフレーム (MTU9000) が推奨される.
  • サーバーノード:各ノードにMCX653105A-HDAT複用性のために,ダブルホームリング経由で主および副次リーフスイッチに接続される.アダプタのPCIe Gen 4.0 x16インターフェースは,ホスト側ボトルネックがないことを保証する.
  • 脊髄層:100/400GbEのスライドスイッチは,マイクロバーストを吸収するのに十分なバッファ容量を持つ,ブロックしないラック間接続を提供します.
  • ストレージ/コンピューティング統合:NVMe-oFの展開では,ターゲットノードは一貫したRDMA機能のために同じアダプタータイプを使用する.AIクラスターでは,アダプターのGPUDirectサポートがグラデント同期のために利用される.

拡張性に関する考慮事項

  • 混雑領域:繊維を複数の混雑管理ゾーン (例えば,ラックまたはクラスターごとに) に分割して,PFCの拡散を制限する.アダプタのポート毎の速度制限は,騒々しい隣人を隔離するのに役立ちます.
  • オーケストレーション 統合アダプタはKubernetes (NVIDIAネットワークオペレーターを通じて) とOpenStackによって完全にサポートされており,クラウドスケール環境で自動的なプロビジョニングとライフサイクル管理を可能にします.
  • 未来に備えるについてMCX653105A-HDAT100GbE以上の速度に対応し,アダプタ交換なしで将来のネットワークアップグレードに先立ちできる.

評価する組織はMCX653105A-HDAT価格専用ストレージネットワークの廃止,CPUコア割り当ての削減 (通常はサーバー1台あたり4〜6コア回収) の節約を含む.単一化された繊維管理による運用効率.

5運用,監視,トラブルシューティング,最適化

監視の枠組み

この解決策は,多層観測可能なアプローチを組み込みます.

  • アダプターレベルのテレメトリについてMCX653105A-HDATキーメトリックには,ポート毎のスループット,PFC停止フレーム,ECNマークされたパケット,RoCEv2混雑イベント,RDMA 完了キュー統計.
  • 繊維レベルの可視性:NVIDIAの統一管理プラットフォームとの統合により,トポロジー可視化,流れ経路分析,異常検出が可能です.
  • 応用関連性:アダプターは,ネットワークパフォーマンスとアプリケーションレベルのトランザクションの遅延との正確な相関を可能にする,各フローおよび各キューの遅延ヒストグラムを提供します.

問題 解決 の 一般 的 な シナリオ

運用経験に基づいてNVIDIA メラノックス MCX653105A-HDAT診断パターンは以下のとおりです.

  • PFC 嵐検出優先順位ごとに PFC パームフレームカウンタをモニターするアダプターの各キューバッファ利用カウンターを使用してソースを調査.
  • RoCEv2 パケットドロップ:アダプターのドロップカウンター (rx_discard, tx_discard) をチェックし,ECNマークされたパケットと相関して,アダプターレベルのドロップとファブリックレベルのスロッティングを区別します.
  • パフォーマンスのチューニング:遅延とCPU利用率をバランスさせるため,割り込みコアレスシングパラメータを調整します. 通常,ストレージワークロードの適度なコアレスシングと取引アプリケーションの最小コアレスシングを設定します.MCX653105A-HDATデータシート調整可能なパラメータに関する詳細なガイドラインを提示します.

最適化ガイドライン

最小の遅延と最大のスループットを達成するためにMCX653105A-HDAT イーサネット アダプタカードソリューション,以下の最適化が推奨されています:

  • ハードウェアCRC,ヘッダー/データ分割オフロード,受信側スケーリング (RSS) を有効にすることで,複数のCPUコアに効率的にトラフィックを分散させる
  • 優先順位ごとに PFC 限界値を動的に設定する.アダプターのベンダー特有のバッファ設定ツールを使用して,観察されたワークロードプロファイルに基づいて
  • アダプタの高度なQoS機能,トラフィッククラスごとに速度制限と厳格な優先度または重量化されたフェアキューを含む
  • 大規模な展開では,スイッチでPFCとECN交渉を自動化するために802.1Qaz DCBXのアダプターのサポートを利用します.
  • アダプターのプログラム可能なデータパスを利用し,カスタムテレメトリ収集または専門パケット処理オフロードを実装する

6概要 価値評価

この技術的な解決策はMCX653105A-HDATNVIDIA Mellanox から 3 マイクロ秒未満の RDMA レイテンシーと 1 サーバーあたり 100 Gb / s を超える総処理速度を達成するための明確な道を提供します.MCX653105A-HDAT イーサネット アダプター カードAIトレーニング,HPC,エンタープライズストレージワークロードを同時にサポートする 現代のコンバージェンデータセンターの基本構成要素となります

主要な価値提案には,以下の内容が含まれます.

  • インフラストラクチャの統合すべてのトラフィックタイプに損失のないイーサネットを有効にし,資本と運用費を削減することで,分離したストレージとコンピューティングネットワークの必要性をなくす
  • パフォーマンスリーダーシップGPUDirectのハードウェアオフロード RoCEv2は,90%以上のライン利用率の下でも決定的,微秒未満の遅延を保証します. AIトレーニングとリアルタイム分析に不可欠です
  • 運用効率:総合的なテレメトリ,自己治癒混雑管理,自動オーケストレーション統合は,解消までの平均時間 (MTTR) と運用上のコストを削減します
  • 投資保護アダプタのPCIe Gen 4.0インターフェイス,プログラム可能性,およびマルチスピードポートサポートは,将来のCPU世代と高速なネットワークファブリックとの互換性を保証します

活動的に評価する組織MCX653105A-HDATを販売するこのソリューションは,金融サービス,クラウドプロバイダー,医療,研究機関における生産環境で検証された実証された参照アーキテクチャを提供しています.性能の組み合わせ拡張性や運用成熟度がNVIDIA メラノックス MCX653105A-HDAT高性能で未来に備えたデータセンターのインフラを構築することに コミットしている組織にとって 戦略的投資です