Comprender el cable Infiniband: soluciones de conectividad de alto rendimiento

Los entornos informáticos de alto rendimiento aprovechan los cables Infiniband, ya que proporcionan altas velocidades de datos y un alto nivel de disponibilidad, lo que es vital para las cargas de trabajo actuales. Están diseñados para una fácil conexión y tienen un propósito importante en casi todos los campos, desde sistemas de almacenamiento de datos hasta unidades de investigación sofisticadas. Este artículo busca examinar la tecnología Infiniband en términos de arquitectura, los beneficios de su uso y cómo supera a la tecnología convencional en términos de conectividad. Investigación de los detalles de Infiniband Los cables ayudarán a comprender cómo contribuyen al aumento de datos. la comunicación y la fortaleza de las redes, que son algunas de las características cambiantes más críticas de la tecnología.

¿Qué es Infiniband y cómo se compara con otros tipos de cables?

Infiniband se refiere a un protocolo de red informática de alta velocidad que se utiliza con mayor frecuencia en entornos de sistemas integrados que requieren baja latencia y alto ancho de banda; esto incluye entornos empresariales y de supercomputación. En comparación con otros tipos de cables como Ethernet, Infiniband ofrece un rendimiento superior con velocidades de datos que van desde 10 a 400 Gbps. También puede realizar operaciones de acceso directo a memoria (DMA), que ayudan a reducir la carga de trabajo de la unidad central de procesamiento (CPU), lo que lo hace más eficaz que sus contrapartes. Si bien muchas personas tienden a utilizar la Ethernet tradicional debido a su adaptabilidad y naturaleza rentable, se puede decir que Infiniband funciona mejor en escenarios más específicos cuando existe una necesidad imperiosa de rendimiento y estabilidad de primer nivel.

Definición de Infiniband: una solución de cable de alto rendimiento

Debido a los grandes anchos de banda que puede ofrecer combinados con su latencia ultrabaja, Infiniband se considera una solución de alto rendimiento adecuada para aplicaciones con uso intensivo de datos, incluida la tecnología Infiniband 4x. Este estándar de interconexión está hecho a medida para los requisitos de los entornos de redes informáticas complejas al proporcionar la escala y la solidez necesarias para un rendimiento máximo. Funciona con el protocolo de acceso directo a memoria remota que le permite omitir los procesos de la CPU, lo que reduce la latencia y aumenta la velocidad de transferencia de datos. transferencia de datosEstos atributos colocan a Infiniband por delante en los casos en que las métricas de rendimiento y la confiabilidad de los datos son cruciales, lo que lo hace incluso más ventajoso que los cables convencionales en algunas aplicaciones selectas.

Comparación de Infiniband con Ethernet Cables

Bosco y su predecesor Infiniband se consideran una arquitectura de interconexión ideal para la informática de alto rendimiento, a pesar de que se desarrolló inicialmente como una solución de interconexión para un centro de datos. Este sistema pronto vendrá con modificaciones importantes, lo que permitirá mayores anchos de banda y una integración más sencilla con otros sistemas de redes. En mi opinión, Infiniband representa una mejora con respecto a Ethernet debido a la capacidad para mayores tasas de transmisión y rendimiento de datos. La ampliación del ancho de banda hasta 400 Gbps es una capacidad importante para mover una gran cantidad de datos de una ubicación a otra con velocidad y fiabilidad. Además, Infiniband incluye RDMA, que significa acceso directo a memoria remota, que permite copiar directamente regiones de memoria de la memoria de una computadora a otra. Esto conduce a demoras mínimas y elimina la necesidad de una CPU para realizar esta acción. Por lo tanto, el uso de Infiniband se vuelve obligatorio para aquellas aplicaciones HEC que necesitan baja latencia. La perspectiva de costos ciertamente favorece el uso de Ethernet en aplicaciones más amplias, ya que se supone que es más barato y económicamente factible. Sin embargo, el rendimiento de las interconexiones Infiniband es excelente para máquinas especialmente diseñadas para aplicaciones microcéntricas y, por lo tanto, es una opción ideal para máquinas que requieren un alto rendimiento por costo unitario.

Explorando diferentes Tipos de cable en redes Infiniband

En lo que respecta a las redes Infiniband, los distintos tipos de cables se adaptan a distintos requisitos relacionados con el rendimiento y la distancia. Los más comunes son los cables de cobre, que son económicamente razonables y poseen una calidad de señal adecuada dentro de los centros de datos, pero solo en distancias cortas. En distancias más largas, el uso de cables de fibra óptica se vuelve crucial, ya que permiten cubrir mayores distancias y mayores capacidades de ancho de banda sin los problemas de atenuación de la señal comunes en el cableado de cobre. Además, los cables ópticos funcionan a velocidades de datos más excelentes, lo que resulta especialmente útil en campos de alta computación donde la velocidad y la integridad de los datos son esenciales. La topología de red específica, la estructura de rendimiento de costo prevista y la distancia de implementación a menudo determinan la elección entre cables de cobre y ópticos.

¿Cómo se selecciona el? Cable Infiniband adecuado para sus necesidades?

Factores a tener en cuenta al elegir un Infiniband Cable

Al comprar un cable Infiniband, se deben tener en cuenta varios aspectos para mejorar el rendimiento y garantizar que se cumplan los requisitos del sistema. El primer factor es la distancia y los requisitos de implementación: los cables de cobre son preferibles para distancias más cortas por su costo y facilidad de implementación. En comparación, los cables ópticos son preferibles para distancias más largas debido a su alta tolerancia y baja disipación de señal. El siguiente aspecto es la capacidad de las soluciones Infiniband 4x para mejorar la eficiencia general de la red. Estos incluyen la velocidad de datos requerida, ya que varía según el tipo de cable utilizado; por ejemplo, los cables ópticos tienen más adherencia cuando se trata de la transferencia de datos y, por lo tanto, son mejores para los entornos más exigentes. Recuerde los otros recursos porque el dinero, por ejemplo, cambia bastante al comparar cables de cobre y ópticos y puede afectar la elección que se haga con respecto a los recursos disponibles. También se debe optar por utilizar cables ópticos activos QSFP28 con este equipo para permitir una integración fluida en las estructuras de telecomunicaciones actuales.

Entender Infinibanda HDR y NDR De Seguros

Opciones como Infiniband High Data Rate (HDR) y Next Data Rate La tecnología Infiniband, que se ha introducido recientemente en las industrias, ha visto avances en el cumplimiento de los requisitos actuales de rendimiento de datos. Infiniband HDR, o alta velocidad de datos, entra en vigencia a fines de 2019 y esencialmente implica una velocidad de transferencia de datos de 200 Gb/s por enlace único, lo que aumenta significativamente la capacidad para realizar tareas complejas con uso intensivo de datos o aumentar 4x las aplicaciones de alto rendimiento Infiniband. El estándar utiliza mejores estrategias de señalización que sus versiones anteriores y, por lo tanto, mejora la latencia y el rendimiento, que son cruciales, especialmente en la gestión de centros de datos y la supercomputación. El siguiente paso, o más bien el siguiente de la NDR Infiniband, es 400 GB por segundo, y se utiliza para la interconexión de tareas computacionales más complejas bajo su mayor rendimiento de datos por enlace único. Los criterios para elegir HDR o NDR deben basarse en las características de rendimiento requeridas, los factores presupuestarios y el nivel de integración de la infraestructura, ya que ambas tecnologías permiten mejoras significativas con respecto a las generaciones anteriores.

Coincidencia de Velocidad de datos y Módulo Requisitos

El primer paso para calcular la velocidad de datos y los requisitos informáticos es determinar la tarea de transferencia de datos prevista de la aplicación o del entorno de red de destino. Las fuentes de información aclaran que, en primer lugar, se deben poner en perspectiva los objetivos establecidos para el rendimiento de todo el sistema, de modo que la velocidad de datos necesaria para la aplicación sea rentable en relación con el número y la capacidad de los ordenadores implicados. Compruebe cuánta carga pueden soportar los componentes instalados y, en particular, las especificaciones de las tarjetas de red y las interfaces. Además, intente estimar las necesidades futuras de datos para evitar depender excesivamente de sistemas obsoletos. Después de revisar lo que está disponible y lo que se necesita, los usuarios pueden elegir la Infiniband que más les convenga (HDR o NDR), que maximice la eficiencia con las soluciones técnicas existentes y dentro de las asignaciones presupuestarias.

¿Cuáles son las aplicaciones de Infinibanda in Computación de alto rendimiento?

El papel de Infiniband en Centros de datos

Como experto en la materia, apruebo el uso de Infiniband en los centros de datos debido a su alto ancho de banda y baja latencia, que parecen valiosos para realizar funciones de almacenamiento y procesamiento de datos. La integración de tecnologías de red de alta velocidad específicas en un entorno de centro de datos, ya sea Infiniband o cualquier otro, proporciona las condiciones ideales para operaciones complejas y análisis en tiempo real sin demoras. Además de su diseño arquitectónico, estos factores aumentan específicamente la eficiencia de Infiniband al tratar con entornos informáticos distribuidos y virtualizados a gran escala. Esta tecnología se ve mejorada aún más por su desarrollo más reciente de trabajo con redes de alto rendimiento, lo que facilita su adopción en los marcos de centros de datos existentes, mejorando así la utilización de los recursos y reduciendo la congestión en las operaciones.

Aprovechar Infiniband para Inteligencia Artificial Workloads

Valoro cómo el alto rendimiento y la baja latencia de Infiniband contribuyen a la aceleración del entrenamiento y la inferencia de modelos de inteligencia artificial. Las principales fuentes indican que Infiniband permite una comunicación rápida entre componentes de IA distribuidos. Creo que hay una razón plausible en relación con los enormes datos volumétricos y los algoritmos de IA altamente dotados de personal necesarios para los marcos de IA. Cuenta con la característica que le permite expandir rápidamente las actividades informáticas en paralelo, así como reducir el tiempo necesario para el entrenamiento de modelos de IA y, de esta manera, reducir el tiempo de desarrollo de la IA. Además, la rápida mejora del rendimiento y la fácil configuración del consumo de Infiniband junto con los sistemas de IA existentes son mejoras notables de la IA.

La contribución de Infiniband a HPC avanzada Todas las funciones a su disposición

Al analizar Infiniband y su papel en el desarrollo de sistemas avanzados de computación de alto rendimiento (HPC), observé que características como el mayor ancho de banda y la menor latencia son factores clave en la utilización de aplicaciones de HPC. El impacto de Infiniband en la comunicación de datos aumenta el rendimiento en todos los recursos principales. Permite que las simulaciones más complicadas y otros cálculos masivos necesarios en la investigación científica y las actividades de ingeniería se realicen de manera eficiente. Cabe destacar que su capacidad para arquitecturas de procesamiento de datos escalables y paralelas hace que Infiniband sea imprescindible para mejorar el potencial de los sistemas de HPC al tiempo que se mantiene intacta la estructura de rendimiento. La introducción de esta tecnología elimina las incertidumbres en el rendimiento dentro del contexto de los marcos existentes para la computación de alto rendimiento, lo que da como resultado una comunicación fluida y un gran ancho de banda entre los nodos de cómputo.

¿Cómo Óptico activo y Cable de cobre ¿Las tecnologías difieren en Infiniband?

Entender Cable óptico activo (AOC) en redes Infiniband

Se hizo evidente que los AOC, aunque no se utilizan ampliamente en redes Infiniband, el papel que comparto con los AOC muestra que los AOC en AOC ofrecen algunos beneficios e incluyen los conectores SFF conectados a ellos. En la mayoría de los principales resultados de búsqueda, también se utilizan centros de ensamblaje de cables adaptadores AOC y cables ópticos activos AOC. Estos atributos hacen que los AOC sean especialmente ideales para bases de datos grandes y HPC donde la integridad de la señal es crítica a grandes distancias. En conclusión, la expansión de los AOC y su capacidad para ofrecer canales de comunicación de alta velocidad a largas distancias los hace muy adecuados para implementaciones de redes avanzadas en la arquitectura Infiniband.

Explorar Conexión directa de cobre y Cobre Activo Soluciones

Mientras investigaba las soluciones de cobre de conexión directa (DAC) y cobre activo en redes InfiniBand, encontré algunas ideas interesantes en los principales resultados de búsqueda, especialmente las ventajas de usar el QSFP56 Cable óptico activo InfiniBand HDR. Gracias a su coste y eficiencia energética, los cables DAC son muy adecuados para enlaces Infiniband de baja latencia, lo que los hace ideales para aplicaciones de corto alcance. Proporcionan una gran velocidad en la transferencia de datos con poca latencia y son muy fáciles de implementar, dado que no se necesita potencia adicional para el procesamiento de señales integrado. Por el contrario, los cables de cobre activos funcionan mejor en un rango medio al incorporar electrónica activa para potenciar y equilibrar las señales, reduciendo así la pérdida de potencia. Independientemente de sus distintos méritos y especialización, ambos componentes tienen un papel que desempeñar en las redes Infiniband, solo se deben utilizar los cables DAC o de cobre activo, el que cumpla con las especificaciones de rendimiento y las limitaciones de la topología del centro de datos o de la informática de alto rendimiento.

Las ventajas de Fibra activa en transmisión de datos

Según mi conocimiento sobre los usos de la fibra activa en la transmisión de datos, creo que estos cables tienen capacidades impresionantes y su rendimiento en la transferencia de datos supera al de las soluciones de cobre tradicionales, como lo afirman varias fuentes confiables. La otra ventaja de la fibra activa es su capacidad para resistir interferencias electromagnéticas, lo que mejora la calidad y la confiabilidad de las señales a largas distancias, algo fundamental en los centros de datos y las redes de comunicación actuales. Su peso ligero y su flexibilidad hacen que la instalación y la gestión sean menos tediosas que en el caso de los cables de cobre más grandes. En conclusión, la fibra activa es una mejor alternativa en áreas donde se requiere un alto rendimiento de datos y una transmisión segura de largo alcance.

Cómo Se Compara NVIDIA y Mellanox ¿Mejorar las soluciones Infiniband?

Integración NVIDIA Tecnologías con Infiniband

El uso de las tecnologías NVIDIA e Infiniband permite mejoras masivas en las cargas de trabajo de computación de alto rendimiento (HPC) e inteligencia artificial (IA). El uso de las últimas GPU de NVIDIA, junto con las soluciones avanzadas Infiniband de Mellanox, permite el movimiento de datos con una latencia cercana a cero, lo que facilita la maximización de los procesos computacionales. La combinación del procesamiento paralelo de NVIDIA con la red de alta velocidad de Infiniband permite la construcción de centros de datos que son eficientes y escalables y se pueden construir rápidamente en respuesta a requisitos computacionales complejos. Esta incorporación mejora la eficiencia en tareas intensivas en datos, lo que deja espacio para logros nuevos e innovadores.

El impacto de Mellanox Innovaciones en el rendimiento de Infiniband

Mellanox ha mejorado constantemente la tecnología Infiniband gracias a sus innovadores aportes, que aumentan el rendimiento y las capacidades de quienes compiten en el mercado de soluciones de redes de alta velocidad. Estos desarrollos incluyen la invención de algoritmos para el enrutamiento adaptativo que dirigen el tráfico por las rutas óptimas, aumentando así la eficiencia del rendimiento del sistema. Además, Mellanox ha desarrollado técnicas avanzadas de descarga, como la colocación de tareas de procesamiento de red a nivel de hardware para que la CPU comparta una mayor parte de la carga de trabajo. Los mecanismos de calidad de servicio mejorados permiten que los centros de datos informáticos funcionen a niveles superiores al facilitar velocidades de transmisión garantizadas. En conjunto, estos logros de Mellanox mejoran significativamente el rendimiento de las redes Infiniband para todas las tareas compatibles con Infiniband. Estas tareas son pruebas de la potencia informática de alta gama.

Tendencias futuras en Infiniband con NVIDIA y Mellanox

NVIDIA y Mellanox seguirán integrando Infiniband, ya que han trabajado incansablemente para llenar el vacío que existía en las aplicaciones de HPC e IA, así como el hecho de que las cargas de trabajo de IA están aumentando. NVIDIA y Mellanox saben cómo mejorar la sinergia, apuntando así al objetivo de lograr una mayor incompresibilidad y escalabilidad. Además, existe una tendencia emocionante de integrar el aprendizaje automático en dichos sistemas de una manera controlada y dinámica para mejorar los problemas de resistencia y proporcionar un sistema más accesible y robusto para que los datos viajen con una congestión mínima. Estos desarrollos serán la base de todo lo relacionado con la informática en las generaciones futuras, especialmente con Infiniband EDR y HDR.

Fuentes de referencia

InfiniBand

Cable de fibra óptica

Datacenter

Preguntas frecuentes (FAQ)

P: ¿Qué es Infiniband NDR y qué características lo diferencian de otros estándares Infiniband? 

A: NDR aumenta el ancho de banda y reduce la latencia, lo que la distingue de sus predecesores en la categoría del estándar Infiniband. Permite transferir datos a una velocidad muy alta de unos cuatrocientos Gbps por puerto, dejando atrás a la competencia EDR y HDR. Sus conectores diseñados específicamente para este fin se conocen como QSFP56 y son adecuados para requisitos extremos en cuanto a eficiencia y velocidad en redes informáticas de alto rendimiento. 

P: ¿Por qué utilizar cables de cobre activos en redes Infiniband? 

R: Como ejemplos, los cables de cobre activos y los mega cables de cobre eléctricos serán excelentes controladores de red con QSFP28 a QSFP28 en redes Infinibus. Pueden ser más económicos y, al mismo tiempo, cumplir con los requisitos de alto ancho de banda y baja latencia en relación con los cables de fibra óptica. Estos cables son ideales para distancias que no superen los siete metros, mientras que el consumo de energía es menor que el de los transceptores ópticos. Los cables de cobre activos funcionan bien con varios estándares Infiniband, que incluyen EDR, HDR y NDR, lo que permite su importante funcionamiento en múltiples redes.

P: ¿Qué debo saber sobre un cable divisor y en qué situaciones se aplica a las redes Infiniband? 

A: Un cable disyuntor, también conocido como cable de ruptura, se utiliza para dividir un único puerto de alta velocidad en numerosos puertos de menor velocidad. En el caso de las redes Infiniband, es bastante normal ver un cable divisor que conecta un puerto QSFP (Quad Small Form-factor Pluggable) con puertos SFP (Small Form-factor Pluggable); el cableado QSF56 a QSFP56 será inclusivo. Esto significa que los rodamientos se pueden organizar más fácilmente alrededor de la red, lo que puede ayudar a utilizar mejor el ancho de banda en sistemas informáticos de alto rendimiento. 

P: ¿En qué se diferencian los conectores QSFP56 de los conectores QSFP28 dentro de la familia de cables Infiniband? 

R: Tanto los conectores QSFP56 como QSFP28 pertenecen al tipo de conectores conocidos como conectores Quad Small Form-factor Pluggable y se incorporan a los cables Infiniband. El factor principal que define sus características es la velocidad de datos. En el caso de QSFP56 se admiten velocidades que van desde los 200 Gbps (HDR) o los 400 Gbps (NDR), mientras que en el caso de QSFP28 es mucho menor, con un máximo de 100 Gbps (EDR). Así, QSFP56 se incorpora en el último tipo de redes Infiniband de alto rendimiento, mientras que con más frecuencia, Infiniband EDR cuenta con QSFP28.

P: ¿Puede explicar con precisión qué son los cables Infiniband AOC y en qué se diferencian de otros tipos de cables?

R: Los cables AOC (cable óptico activo) de Infiniband son similares a los AOC de Infiniband, pero ahora tienen tecnología de fibra óptica activa en su transmisión. Se puede decir que son AOC sofisticados, ya que vienen con transceptores ópticos integrados en cada extremo sin necesidad de otros transceptores. Además, requieren menos energía, tienen incluso menos latencia y más alcance en comparación con los cables de cobre. Por ejemplo, los cables ópticos activos HDR de Infiniband pueden transmitir datos a velocidades de 200 Gbps en longitudes de 100 metros o menos.

P: ¿Cuáles son los tipos de conectores asociados con los cables Infiniband?

R: Los tipos de conectores más comunes que se utilizan en los cables Infiniband son las variantes QSFP (Quad Small Form-factor Pluggable). Entre ellas se incluyen QSFP28 para EDR (100 Gbps), QSFP56 para HDR (200 Gbps) y NDR (400 Gbps). Los conectores SFP (Small Form-factor Pluggable) también se utilizan comúnmente en redes que utilizan cables divisores. Se especifican diferentes conectores con diferentes velocidades de transferencia de datos de red para los diversos estándares Infiniband.

P: ¿Cuál es el papel de los cables Infiniband en la red HPC?

A: Su capacidad de transferir datos a velocidades extremadamente altas con latencias muy bajas hace que los cables Infiniband sean componentes beneficiosos en redes informáticas de alto rendimiento. Dichos componentes facilitan la transferencia rápida de datos entre servidores, sistemas de almacenamiento y otro hardware de red, lo que resulta fundamental en relación con las simulaciones científicas, el análisis de big data y la inteligencia artificial, entre muchas otras aplicaciones. El cable Infiniband, de cobre o de fibra óptica, puede proporcionar un nivel deseado de ancho de banda adecuado para un entorno informático en el que se produce un flujo de datos intensivo, especialmente en supercomputadoras que incorporan tecnología de doble velocidad de datos.