HPC ネットワーク比較: InfiniBand vs. Ethernet

日付:2023年11月12日

エクサスケールコンピューティングと複雑なAIワークロードの 絶え間ない追求により 高性能コンピューティング (HPC) インフラストラクチャは限界に達しましたこの進化の核心には 重要な建築決定があります■ 相互接続の選択InfiniBand と イーサネット効率的な設計に不可欠ですHPCネットワークNVIDIAの買収によりメラノックス高性能のインターコネクションのリーダーであるこの競争は激化し,イノベーションを推進し,企業と研究クライアントのためのデータに基づく比較を強要しています.

原始性能は主要な差異点である.InfiniBandは,低レイテンシー,高出力データセンター環境のために特異的に設計されており,重要な利点を持っています.

• 遅延:InfiniBandは一貫して 600 ナノ秒未満の端から端までの遅延を提供しており,これは緊密に結合されたシミュレーションにおける MPI (Message Passing Interface) 通信にとって重要です.RoCE (RDMA over Converged Ethernet) にも対応する, 通常はマイクロ秒間隔 (>1.2 μs) で動作し,並列ワークロードにボトルネックを導入します.
• トランスフット:両方の技術は200Gと400Gのソリューションを提供していますが,InfiniBandの混雑制御と適応型ルーティングは,より一貫して効率的な帯域幅利用を保証します.アプリケーションのパフォーマンスを最大化.

気候モデル化やゲノム配列化など 解決までの時間が不可欠なアプリケーションでは このパフォーマンス格差が直接研究加速に繋がります

InfiniBandのアーキテクチャは基本的なメトリックを超えて,Ethernetがマッチするのに苦労するパラダイムシフトの機能を導入しています.

• SHARP (スケーラブル・ヒエラルキカル・アグリゲーション・アンド・リドクション・プロトコル):この画期的な特徴はメラノックスInfiniBandスイッチは,ネットワーク組織内で算術操作 (MPI削減など) を実行し,このタスクをCPUからオフロードする.これは,集団操作を最大50%加速することができる.標準Ethernetでは利用できない機能.
• 本来の混雑制御:InfiniBandの組み込み適応ルーティングは,ホットスポットを回避するために動的にトラフィックを管理する.イーサネットは,混雑管理のために追加のプロトコル (例えば,DCQCN) に依存する.効率が低下し,複雑な調整が必要になる.

一般目的のデータセンターにおけるイーサネットの優位性は 慣れ親しみと生態系に基づいた説得力のあるケースです

• 普遍性とスキルセット:イーサネットは普遍的に理解され,ネットワークエンジニアの広大なプールが管理とトラブルシューティングに慣れている.これは運用上のオーバーヘッドとトレーニングコストを削減することができます.
• 収束:単一のイーサネットファブリックは,ネットワークアーキテクチャを簡素化することで,ストレージ,データ,および管理トラフィックを潜在的に運ぶことができます.性能に敏感なものを保護するために複雑なQoSポリシーが必要です.HPCネットワークトラフィック
• 費用:歴史的に,イーサネットコンポーネントは低価格でした.しかし, the gap has narrowed significantly with the introduction of high-speed Ethernet and the total cost of ownership (TCO) considering performance-per-watt and performance-per-dollar often favors InfiniBand for dedicated HPC clusters.

InfiniBandとEthernetの選択は,どちらが普遍的に優れているかではなく,特定のワークロードに最適であるかの問題ではありません.HPCネットワーク複雑な計算の最速解答が主な目標である環境では,InfiniBandはメラノックスネットワーク内コンピューティングの高度な能力と優れた効率性により,研究とAI主導の企業にとって実在的なROIを提供します.,極端なパフォーマンスが重要でない混合作業負荷環境やクラスタでは,高速Ethernetは既知の能力のある代替手段です.