研究機関向けHPCネットワークソリューション：ConnectX-7の利用事例

October 12, 2025

研究機関向けHPCネットワークソリューション：ConnectX-7の利用事例
研究機関向け高性能ネットワーキングソリューション：Mellanox ConnectX-7のアプリケーションシナリオ

現代のは、ゲノムシークエンシングや素粒子物理学から気候モデリングやAIトレーニングまで、データ集約型の計算によってますます推進されています。これらの高度なワークロードは、指数関数的なデータの増加と計算の複雑さに対応できるネットワークインフラストラクチャを必要とします。のための戦略的なイネーブルテクノロジーです。重要なネットワークのボトルネックに対処することにより、研究機関は計算への投資を最大化し、発見までの時間を加速し、ますます複雑化する科学的疑問に取り組むことができます。研究計算ディレクターとCIOにとって、ConnectX-7テクノロジーの採用は、即時のパフォーマンス向上と長期的な研究能力への投資です。スマートNICは、研究計算環境特有の課題に対処するために特別に設計された革新的なソリューションであり、次世代HPCの展開に前例のないパフォーマンスを提供します。

背景：学術研究における計算需要の進化

科学的発見の状況は根本的な変革を遂げました。従来のが局所的な計算に依存していたのに対し、現代の科学は本質的に協調的でデータ駆動型です。複数機関のプロジェクト、フェデレーテッドラーニングシステム、大規模なセンサーネットワークは、世界中の研究ネットワークで処理、分析、共有する必要があるペタバイト単位のデータを生成します。このパラダイムシフトは、HPCインフラストラクチャに対する新しいアプローチを必要とし、ネットワークは科学的ブレークスルーを加速する上で計算能力と同じくらい重要になります。

課題：研究計算におけるネットワークのボトルネック

研究機関は、科学的進歩とリソース利用を妨げる重要な技術的障壁に直面しています。

  • データ集約型ワークロードに対する帯域幅の不足：クライオ電子顕微鏡や望遠鏡アレイなどの機器は、従来の100Gネットワークを圧倒する大規模なデータセットを生成し、分析のボトルネックを生み出しています。
  • 高MPIレイテンシがシミュレーションのパフォーマンスに影響：計算化学や物理学のMessage Passing Interface（MPI）アプリケーションは、ネットワークレイテンシの影響を受け、複雑なシミュレーションのtime-to-solutionを劇的に増加させます。
  • ネットワークプロトコル処理によるCPUオーバーヘッド：貴重なCPUサイクルの最大30％がネットワークスタック処理によって消費される可能性があり、研究者の実際の科学的作業のための計算リソースを奪います。
  • マルチテナンシーとセキュリティの課題：共有インフラストラクチャで多様な研究グループをサポートするには、パフォーマンスを損なうことなく、堅牢な分離とセキュリティが必要です。
ソリューション：Mellanox ConnectX-7 SmartNICテクノロジー

学術研究のための戦略的なイネーブルテクノロジーです。重要なネットワークのボトルネックに対処することにより、研究機関は計算への投資を最大化し、発見までの時間を加速し、ますます複雑化する科学的疑問に取り組むことができます。研究計算ディレクターとCIOにとって、ConnectX-7テクノロジーの採用は、即時のパフォーマンス向上と長期的な研究能力への投資です。1. 超低レイテンシの400Gb/sパフォーマンス

400GbEおよびNDR 400G InfiniBandをサポートするConnectX-7は、最もデータ集約的な研究アプリケーションに必要な帯域幅を提供し、600ナノ秒未満のレイテンシを維持し、ネットワーク通信が計算ワークフローの制限要因になることはありません。

2. ハードウェアアクセラレーションされたMPI操作

このアダプターは、MPIコレクティブ操作を最適化する拡張RDMA機能を備えており、大規模シミュレーションにおける同期オーバーヘッドを大幅に削減します。これにより、数千のノードで実行されるアプリケーションのスケーラビリティが向上します。

3. 完全なTCP/IPオフロードとインネットワークコンピューティング

ネットワークスタック全体をNICの専用処理コアにオフロードすることにより、

Mellanox ConnectX-7のための戦略的なイネーブルテクノロジーです。重要なネットワークのボトルネックに対処することにより、研究機関は計算への投資を最大化し、発見までの時間を加速し、ますます複雑化する科学的疑問に取り組むことができます。研究計算ディレクターとCIOにとって、ConnectX-7テクノロジーの採用は、即時のパフォーマンス向上と長期的な研究能力への投資です。4. 高度なマルチテナンシーとサービス品質

洗練された分離メカニズムにより、複数の研究グループが同じインフラストラクチャを安全に共有しながら、パフォーマンス保証とデータ保護を維持し、リソース利用率と投資収益率を最大化できます。

定量的な結果：パフォーマンスメトリクスと研究への影響

学術研究

環境におけるのための戦略的なイネーブルテクノロジーです。重要なネットワークのボトルネックに対処することにより、研究機関は計算への投資を最大化し、発見までの時間を加速し、ますます複雑化する科学的疑問に取り組むことができます。研究計算ディレクターとCIOにとって、ConnectX-7テクノロジーの採用は、即時のパフォーマンス向上と長期的な研究能力への投資です。テクノロジーの初期採用者は、複数の次元にわたる変革的な結果を報告しています。メトリック

改善 研究への影響 計算化学 MPIレイテンシ
45%削減 より高速な分子動力学シミュレーション ゲノミクス研究 データ転送速度
3.8倍増加 加速されたゲノム分析パイプライン AIトレーニング CPU可用性
28%多くのコア より大きなモデル、より高速なトレーニングサイクル 気候モデリング シミュレーション実行時間
32%削減 より複雑なモデル、より高速な結果 機関のTCO Gbpsあたりの電力
60%削減 運用コストの削減、より高い持続可能性 結論：次世代の科学的発見を可能に Mellanox ConnectX-7
は、単なるネットワーキングコンポーネント以上のものです。それは、現代の

学術研究のための戦略的なイネーブルテクノロジーです。重要なネットワークのボトルネックに対処することにより、研究機関は計算への投資を最大化し、発見までの時間を加速し、ますます複雑化する科学的疑問に取り組むことができます。研究計算ディレクターとCIOにとって、ConnectX-7テクノロジーの採用は、即時のパフォーマンス向上と長期的な研究能力への投資です。