NVIDIA ネットワークアダプター：高度なオフロード技術による高帯域幅と低レイテンシの実現

加速コンピューティングの時代において、ネットワークのパフォーマンスは、AI、HPC、およびクラウドワークロードにとって重要なボトルネックとなっています。NVIDIAネットワークアダプターは、インテリジェントなオフロード技術とハードウェアアクセラレーションを通じて、これまでにない高性能なネットワーキング機能を提供するように設計されています。

NVIDIAのネットワークアクセラレーションへのアプローチは、従来のネットワークのボトルネックを解消するために連携して機能する3つの基本的な柱を中心に展開しています。

• ハードウェアオフロードエンジン - プロトコル処理専用のプロセッサ
• RDMAテクノロジー - ゼロコピーデータ転送のためのリモートダイレクトメモリアクセス
• RoCE最適化 - シームレスな統合のためのコンバージドイーサネット上のRDMA

RDMA（Remote Direct Memory Access）テクノロジーは、サーバーの通信方法におけるパラダイムシフトを表しています。CPUを介さずにシステム間で直接メモリにアクセスできるようにすることで、RDMAは以下を実現します。

• ノード間通信のサブマイクロ秒のレイテンシ
• データ転送中のほぼゼロのCPU使用率
• 高速インターフェースでのラインレートのスループット
• 分散アプリケーションのスケーラビリティの向上

ConnectXシリーズアダプターによるNVIDIAのRDMAの実装は、高性能コンピューティング環境のゴールドスタンダードとなっています。

RoCE（RDMA over Converged Ethernet）テクノロジーは、特殊なインターコネクトと標準的なイーサネットネットワーク間のパフォーマンスギャップを埋めます。NVIDIAのRoCE v2の実装は以下を提供します。

• 既存のネットワークインフラストラクチャとのシームレスな統合
• PFCとECNによるロスレスイーサネット機能
• エンドツーエンドのサービス品質保証
• 標準的なネットワーク機器との互換性

RDMAとRoCEに加えて、NVIDIAネットワークアダプターは、ハードウェアでさまざまなネットワーキング機能を処理する包括的なオフロードエンジンを組み込んでいます。

• TCP/IPオフロード - NICハードウェアでの完全なプロトコル処理
• NVMe-oFイニシエーション - ストレージの分離に対するネイティブサポート
• GPUDirectテクノロジー - ネットワークとGPUメモリ間の直接データ転送
• セキュリティオフロード - ハードウェアアクセラレーションによる暗号化と認証

独立したテストと顧客への導入は、NVIDIAネットワークアダプターテクノロジーの変革的な影響を示しています。

• ソフトウェアベースのネットワーキングと比較して、アプリケーションレイテンシを最大80％削減
• ネットワーク集約型ワークロードのCPU使用率を50〜70％削減
• 最小限のジッターで一貫した200Gbpsのラインレートパフォーマンス
• サーバー数と消費電力の削減によるエネルギー効率の向上

NVIDIAの高性能ネットワーキングテクノロジーの利点は、複数のドメインにわたって広がっています。

• AIトレーニングクラスター - GPUノード間のパラメータ同期の高速化
• 金融サービス - アルゴリズム取引システム向けの超低レイテンシ
• ヘルスケア研究 - ゲノム解析のための高スループットデータ移動
• メディア＆エンターテインメント - 大容量メディアファイルでのリアルタイムコラボレーション

データ集約型アプリケーションが進化し続けるにつれて、洗練されたネットワークオフロード機能の需要は高まる一方です。NVIDIAのネットワークアダプターテクノロジーにおける継続的なイノベーションは、組織がこれらの課題に正面から取り組むことを保証します。

RDMA、RoCE、および包括的なハードウェアオフロードの組み合わせにより、NVIDIAネットワークアダプターは、最新の高性能ネットワーキングインフラストラクチャに不可欠なコンポーネントとして位置付けられています。詳細はこちらこれらのテクノロジーがデータセンターのパフォーマンスをどのように変革できるかについて。