Mellanox (NVIDIA Mellanox) MCX631102AN-ADAT サーバー NIC の動作中

課題: 分散ストレージおよび HPC クラスターにおけるネットワーク遅延の壁

分散ストレージ、ハイ パフォーマンス コンピューティング (HPC)、およびデータベース アクセラレーション環境では、従来の TCP/IP スタックがサーバー スループットの主なボトルネックになっています。データがカーネル ネットワーク スタックを通過するたびに、CPU 割り込みのオーバーヘッドとメモリ コピーの遅延が増加し、クラスター全体の効率が低下します。中規模のクラウド サービス プロバイダーは、オールフラッシュ NVMe over Fabrics (NVMe-oF) ストレージ クラスターを構築する際に、この古典的な「ネットワーク遅延の壁」に遭遇しました。 25GbE スイッチを設置した場合でも、単一ノードのストレージ スループットはライン レートの 60% を超えるのに苦労し、CPU コアはサイクルの 30% 以上でネットワーク割り込みによって消費されました。この課題により、チームは RDMA (リモート ダイレクト メモリ アクセス) と RoCE (RDMA over Converged Ethernet) をネイティブでサポートするサーバー NIC を探すことになりました。

解決策: Mellanox (NVIDIA Mellanox) MCX631102AN-ADAT の導入

複数の 25GbE アダプターを評価した後、チームはメラノックス (NVIDIA メラノックス) MCX631102AN-ADATサーバーNIC。 ConnectX-6 Lx ASIC 上に構築されたこのデュアルポート SFP28 アダプターは、R​​oCEv2 アクセラレーション用に特別に設計されています。この導入では、4 つのストレージ ノードと 8 つのコンピューティング ノードにわたる既存の 10GbE NIC を置き換え、各ノードに 1 つずつ装備されました。MCX631102AN-ADAT イーサネット アダプタ カード。チームは ECN (明示的輻輳通知) と PFC (優先フロー制御) を使用してスイッチを構成し、ロスレス RoCE トランスポートを有効にし、同時に NIC 自体がすべてのデータ パス オフロードを処理しました。によると、MCX631102AN-ADAT データシート、カードは PCIe 4.0 x8 をサポートし、デュアル 25GbE フルラインレート動作に十分なホスト帯域幅を確保します。

重要な考慮事項は、MCX631102AN-ADAT互換既存の光学系とケーブルを使用します。チームは、フォールバック シナリオ用に標準の 25GbE SFP28 DAC と 10GbE SFP+ トランシーバーを使用してカードを導入することに成功しました。さらに、MCX631102AN-ADAT ConnectX-6 Lx デュアルポート 25GbE SFP28この設計ではアクティブ/アクティブ リンク アグリゲーション (LACP) が可能で、以前は複雑なボンディング スクリプトが必要だった単一障害点のリスクが排除されました。

結果と利点: レイテンシとスループットの目に見える向上

導入後のテストにより、3 つの革新的な改善が明らかになりました。まず、RDMA ベースの NVMe-oF により、平均 I/O レイテンシーが 210 μs (TCP 経由) からわずか 18 μs に短縮され、91.4% 減少しました。次に、4K ランダム読み取りのサーバー スループットがノードあたり 4.2 GB/秒から 9.8 GB/秒に上昇し、両方の 25GbE ポートが同時に飽和状態になります。 3 番目に、ストレージ ノードの CPU 使用率が 52% 低下し、コアが圧縮、重複排除、スナップショット操作に使用できるようになりました。のMCX631102AN-ADATの仕様IPsec/TLS インライン アクセラレーションや VirtIO などのハードウェア オフロードを挙げており、チームはこれらを将来のマルチテナントのセキュリティ分離に活用する予定です。

運用の観点から、チームは Ubuntu 22.04 と VMware ESXi 8.0 にわたる成熟したドライバーのサポートを高く評価しました。としてMCX631102AN-ADAT イーサネット アダプタ カード ソリューション、カードは既存の Ansible 自動化フレームワークにシームレスに統合されました。求めている人MCX631102AN-ADAT 販売用主要なディストリビュータ全体で可用性が拡大しており、ギガビット単位で測定した場合、ボリューム料金設定により、古い 10GbE クアッドポートの代替品と比較して競争力があることに注意してください。

概要と展望: 最新のデータセンターのための 25GbE RoCE 基盤

のNVIDIA Mellanox MCX631102AN-ADATは、TCP に起因するレイテンシの排除、ノードあたりの実効スループットの 2 倍化、CPU オーバーヘッドの大幅な削減といった、お客様の中核的な課題に成功しました。次のクラスター更新を計画しているネットワーク アーキテクトや IT リーダーにとって、この使用例は、ハードウェア オフロードの RoCE への移行がもはやニッチな HPC 機能ではなく、コスト効率の高いストレージとコンピューティングのスケーリングにとって現実的な要件であることを示しています。デュアルポート 25GbE 設計、PCIe 4.0 対応、完全な NVMe-oF 検証により、MCX631102AN-ADAT イーサネット アダプタ カード従来の 10GbE インフラストラクチャからの明確な移行パスを提供します。チームは現在、MCX631102AN-ADAT データシート、金融サービス ワークロードのフロー ステアリングやハードウェア クロック同期など。同様の展開を評価している組織の場合は、認定 NVIDIA Mellanox パートナーに問い合わせて確認してください。MCX631102AN-ADATの価格そして、互換性マトリックスが次のステップとして推奨されます。

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