NVIDIA Netzwerkadapterlösungen: RDMA/RoCE-Architektur für die Optimierung der Übertragung mit geringer Latenzzeit
October 15, 2025
NVIDIA Netzwerkadapterlösungen: RDMA/RoCE-Architektur für die Optimierung der Übertragung mit geringer Latenzzeit
Im Zeitalter der KI und des Hochleistungsrechners schaffen traditionelle Netzwerkprotokolle erhebliche Engpässe, die die Leistung von Anwendungen einschränken.Die Netzwerkadapterlösungen von NVIDIA mit RDMA- und RoCE-Technologien liefern revolutionäre Verbesserungen bei der Datenübertragungseffizienz und der Verringerung der Latenzzeit.
Die Problematik des Engpassnetzes
Moderne Rechenzentren stehen vor beispiellosen Anforderungen an KI-Ausbildung, maschinelles Lernen und Hochleistungs-Computing-Workloads.Die herkömmliche TCP/IP-Netzwerktechnik hat einige kritische Einschränkungen.:
- Hohe CPU-Auslastung für die Protokollverarbeitung
- Signifikante Latenzzeit von mehreren Speicherkopien
- Begrenzte Skalierbarkeit bei groß angelegten Einsätzen
- Ineffiziente Ressourcennutzung, die sich auf die Gesamtleistung des Systems auswirkt
RDMA-Technologie: Die Datenübertragung revolutioniert
Remote Direct Memory Access (RDMA) ermöglicht eine direkte Speicher-zu-Speicher-Kommunikation zwischen Systemen, wobei Betriebssystemkernel und CPUs umgangen werden.
- Datenübertragungen ohne Kopie, bei denen die Buffer-Overhead-Kosten beseitigt werden
- Kernel-Bypass reduziert die CPU-Auslastung auf unter 3%
- Unter-1,5-Mikrosekunden-Latenzzeit für Intra-Rack-Kommunikation
- Wahre lineare Skalierbarkeit für verteilte Anwendungen
RoCE: RDMA über konvergiertes Ethernet
RoCE erweitert RDMA-Vorteile auf die Standard-Ethernet-Infrastruktur und macht Hochleistungsnetzwerke ohne spezialisierte Hardware zugänglich.
- Unterstützung von RoCE v2 für Netzwerkrouting der Ebene 3
- Fortgeschrittene Mechanismen zur Kontrolle von Staus
- Prioritätsbasierte Strömungssteuerung (PFC) für verlustfreies Ethernet
- Erweiterte Datencenter-TCP-Kompatibilität (DCTCP)
Leistungsvergleich: Traditionelle gegen NVIDIA Lösungen
| Leistungsmetrik | Traditionelles Ethernet | NVIDIA RDMA/RoCE | Verbesserungen |
|---|---|---|---|
| KI-Trainingslatenz | 90 bis 130 Mikrosekunden | 10,3-2,0 Mikrosekunden | ~98% Verringerung |
| CPU-Auslastung | 25-45% pro Hafen | 1-4% pro Hafen | ~ 90% Verringerung |
| Nachrichtenrate | 1-2 Millionen Msgs/Sekunde | 180 bis 200 Millionen Msgs/Sekunde | ~100-fache Verbesserung |
Schlüsselansatzszenarien
NVIDIA-Netzwerkadapter-Lösungen bieten eine transformative Leistung in mehreren Bereichen:
- KI und maschinelles Lernen:Verteiltes Training über Tausende von GPUs
- HochleistungsrechnerWissenschaftliche Simulationen und Forschungsarbeiten
- Cloud-Rechenzentren:Speicherzugriff und Migration virtueller Maschinen
- Finanzdienstleistungen:Hochfrequenzhandel und Echtzeitanalyse
Komponenten der Lösungsarchitektur
Die komplette NVIDIA-Netzwerklösung integriert mehrere Technologien:
- Adapter der ConnectX-Serie mit Hardware-Offload-Motoren
- BlueField-DPUs für die integrierte Datenverarbeitung
- NVIDIA Treiber und SDK für nahtlose Anwendungsintegration
- Management- und Überwachungsinstrumente für den Einsatz in Unternehmen
Implementierung bewährter Verfahren
Ein erfolgreicher Einsatz erfordert eine sorgfältige Berücksichtigung mehrerer Faktoren:
- Netzwerkinfrastruktur zur Unterstützung von Data Center Bridging (DCB)
- Richtige QoS-Konfiguration für verlustfreien Ethernet-Betrieb
- Anwendungsoptimierung für RDMA-Kommunikationsmuster
- Umfassende Prüf- und Validierungsverfahren
Die Netzwerkadapterlösungen von NVIDIA mit RDMA- und RoCE-Technologien bilden die Grundlage für eine hochleistungsfähige Netzwerkinfrastruktur der nächsten Generation.Diese Innovationen ermöglichen es Unternehmen, traditionelle Netzwerkbeschränkungen zu überwinden und das volle Potenzial ihrer Recheninvestitionen in KI und datenintensive Anwendungen freizuschalten.Weitere InformationenSie werden sich darüber informieren, wie Sie diese innovativen Lösungen in Ihrer Umgebung umsetzen können.