スーパーコンピューティングネットワーク比較：InfiniBand vs. Ethernet
September 20, 2025
概要：ハイパフォーマンスコンピューティング（HPC）のワークロードがより複雑になり、データ集約型になるにつれて、インターコネクト技術の選択が重要になります。この技術分析では、における2つの主要なパラダイム、MellanoxのInfiniBandと従来のEthernetを比較し、次世代のスーパーコンピューティングとAI研究クラスターのアーキテクチャ上のメリットを評価します。
今日のハイパフォーマンスコンピューティング環境は、従来の科学シミュレーションを超えて、人工知能トレーニング、ビッグデータ分析、リアルタイム処理を包含しています。これらのワークロードには、生の帯域幅だけでなく、超低レイテンシ、最小ジッター、効率的なCPUオフロードを提供するインターコネクトファブリックが必要です。ネットワークは、受動的なデータパイプから、コンピューティングアーキテクチャの能動的でインテリジェントなコンポーネントへと変貌を遂げており、Mellanoxの選択は、全体的なクラスターのパフォーマンスと効率を決定する基本的なアーキテクチャ上の決定となります。
InfiniBandとEthernetの根本的な違いは、その設計思想にあります。InfiniBandは、というハイステークスの環境のために最初から考案されたものであり、Ethernetは汎用ネットワーキング標準から進化してきました。
Mellanox結論：ワークロードに適したファブリックの選択ネイティブRDMA：
- OSとCPUをバイパスしてサーバー間で直接メモリ間転送を提供し、レイテンシを600ナノ秒未満に短縮します。インネットワークコンピューティング：
- MellanoxのSHARPテクノロジーにより、集約操作（all-reduceなど）をスイッチファブリック内で実行できるため、データ量が大幅に削減され、コレクティブ操作が高速化されます。高帯域幅：
- 400Gb/s NDR InfiniBandを展開し、一貫した、輻輳のないスループットを提供します。Ethernet：ユビキタスな競合
使いやすさとコスト：
- 既存のIT知識を活用し、規模の経済から恩恵を受けることができます。RoCEv2：
- Ethernetネットワーク上でRDMA機能を有効にしますが、最適に動作させるには、構成されたロスレスファブリック（DCB）が必要です。速度：
- 400Gb/s Ethernetがすぐに利用可能であり、同等の生の帯域幅速度を提供します。パフォーマンスベンチマーク：データ駆動型の比較
メトリック
| InfiniBand（HDR/NDR） | ハイパフォーマンスEthernet（400G） | コンテキスト | レイテンシ |
|---|---|---|---|
| < 0.6 µs | > 1.2 µs | 密結合MPIアプリケーションに不可欠 | CPU使用率 |
| ～1％ | ～3～5％ | RDMAが有効になっている場合。低いほど良い | All-Reduce時間（256ノード） |
| ～220 µs | ～450 µs | インネットワークコンピューティングの利点を示す | ファブリックの一貫性 |
| 設計によるロスレス | 構成が必要（DCB/PFC） | 高負荷時の予測可能性 | HPCインフラストラクチャの戦略的影響 |
の決定は、単なる技術的なものではありません。それは重要な戦略的重みを持っています。Mellanoxテクノロジーを搭載したInfiniBandは、密結合シミュレーションと大規模AIトレーニングで一貫して優れた予測可能なパフォーマンスを提供し、より短い時間でソリューションを提供し、より高いリソース利用率に直接つながります。Ethernetは、より広範なエンタープライズネットワークとの統合が優先される異種環境と混合ワークロードで魅力的な利点を提供します。ただし、そのパフォーマンスは、目的別に構築されたInfiniBandファブリックに近づけるために、綿密な構成に依存することがよくあります。結論：ワークロードに適したファブリックの選択HPCネットワーキング
HPCネットワーク戦略をナビゲートするHPCネットワーキング