Netzwerklösungen für Hochleistungsrechner (HPC): InfiniBand ermöglicht bahnbrechende Superrechnerleistung

Die Grenzen von Wissenschaft, Ingenieurwesen und künstlicher Intelligenz werden durch Hochleistungsrechner (HPC) vorangetrieben.Von der Simulation von Klimamodellen und der Entdeckung neuer Medikamente bis hin zur Ausbildung massiver KI-Modelle, die Komplexität und das Ausmaß dieser Arbeitslasten wachsen exponentiell.Supercomputer-NetzwerkeInfrastruktur, die große Datensätze effizient zwischen Tausenden von Rechenknoten übertragen muss, ohne zu einem Engpass zu werden.Es ist das zentrale Nervensystem des modernen Supercomputers.

Traditionelle Netzwerkarchitekturen können den Anforderungen von Exascale Computing und KI oft nicht gerecht werden.

• Latenzempfindlichkeit:Eng gekoppelte parallele Anwendungen, die eine Message Passing Interface (MPI) verwenden, sind sehr empfindlich gegenüber Latenz.
• Unvorhersehbarer Durchsatz:Netzwerküberlastung kann zu unregelmäßigen Leistungen führen, was dazu führt, dass Rechenknoten im Wartezeitraum auf Daten untätig sitzen, wertvolle Rechenressourcen verschwenden und die Arbeitszeit erhöhen.
• Ineffiziente kollektive Operationen:Operationen wie Reduktionen und Barrieren, bei denen mehrere Knoten beteiligt sind, können eine beträchtliche Menge an Host-CPU-Ressourcen verbrauchen und Zyklen von Kernrechenaufgaben ablenken.
• Skalierbarkeitsgrenzen:Viele Netzwerke haben Schwierigkeiten, Leistung und konstante Latenz zu erhalten, da Clustergrößen auf Zehntausende von Knoten skalieren, was den Weg zum Exascale und darüber hinaus behindert.

NVIDIA istMellanox InfiniBandSie bietet eine speziell entwickelte, von Ende zu Ende vernetzte Plattform, die speziell entwickelt wurde, um diese Probleme zu überwinden.HPCEs ist mehr als nur eine NIC; es ist ein ganzheitliches Gewebe, das die Datenbewegung und -berechnung intelligent beschleunigt.

• In-Network Computing (NVIDIA SHARPTM):Das Skalierbare Hierarchische Aggregation- und Reduktionsprotokoll (SHARP) entlastet kollektive Operationen (z. B. MPI Allreduce,Barriere) von der CPU zum Switch-NetzwerkDies reduziert die Latenz drastisch und befreit die CPU-Ressourcen des Hosts für die Berechnung der Anwendung.
• Ferner direkter Speicherzugriff (RDMA): Mellanox InfiniBandverfügt über eine native RDMA-Unterstützung, die es ermöglicht, Daten direkt vom Speicher eines Knoten zu einem anderen zu übertragen, ohne die CPU einzubeziehen.Diese "Kernel-Bypass"-Technik ist von grundlegender Bedeutung für die Erreichung von ultra-niedriger Latenz und hoher Bandbreite.
• Adaptive Routing und Überlastungskontrolle:Der Stoff leitet den Verkehr dynamisch um Hotspots, um eine einheitliche Nutzung des Netzwerks zu gewährleisten und Staus zu verhindern, bevor sie sich auf die Leistung der Anwendung auswirken.Dies führt zu vorhersehbarer und gleichbleibender Leistung.
• Nahtlose GPU-Integration (GPUDirect®):Technologien wie GPUDirect RDMA ermöglichen den direkten Datenfluss zwischen dem GPU-Speicher verschiedener Server über den InfiniBand-Fabrik,die für die Beschleunigung von Multi-GPU- und Multi-Node-KI-Ausbildung und wissenschaftlichen Rechenarbeitslasten entscheidend ist.

Der Einsatz vonMellanox InfiniBandIn den führenden Superrechenzentren und Forschungseinrichtungen hat es dramatische, messbare Ergebnisse gebracht:

Mellanox InfiniBandhat sich als Goldstandard fürSupercomputer-Netzwerke, die notwendige Leistung, Skalierbarkeit und Intelligenz bietet, die von den anspruchsvollstenHPCDurch die Lösung kritischer Netzwerkengpässe durch Innovationen wie In-Network-Computing können Forscher und Wissenschaftler bahnbrechende Ergebnisse schneller erzielen.Es ist nicht nur eine Verbindung■ es ist ein wesentlicher Beschleuniger für menschliches Wissen und Innovation.