Comprendre le câble Infiniband : des solutions de connectivité hautes performances

Les environnements informatiques hautes performances tirent parti des câbles Infiniband car ils offrent des débits de données élevés et un niveau de disponibilité élevé, ce qui est essentiel pour les charges de travail actuelles. Ils sont conçus pour une connexion facile et jouent un rôle important dans presque tous les domaines, des systèmes de stockage de données aux unités de recherche sophistiquées. Cet article vise à examiner la technologie Infiniband en termes d'architecture, les avantages de son utilisation et la manière dont elle surpasse la technologie conventionnelle en termes de connectivité. Enquête sur les spécificités d'Infiniband les câbles aideront à comprendre comment ils contribuent à l'augmentation des données la communication et la force des réseaux, qui constituent quelques-unes des caractéristiques essentielles et changeantes de la technologie.

Qu'est-ce qu'Infiniband et comment se compare-t-il aux autres types de câbles ?

Infiniband fait référence à un protocole de réseau informatique à haut débit qui est le plus souvent utilisé dans les environnements de systèmes embarqués qui nécessitent une faible latence et une bande passante élevée ; cela inclut les environnements de supercalcul et d'entreprise. Par rapport à d'autres types de câbles comme Ethernet, Infiniband offre des performances supérieures avec des débits de données allant de 10 à 400 Gbps. Il peut également effectuer des opérations d'accès direct à la mémoire (DMA), ce qui contribue à réduire la charge de travail de l'unité centrale de traitement (CPU), le rendant plus efficace que ses homologues. Alors que de nombreuses personnes ont tendance à utiliser l'Ethernet traditionnel en raison de son adaptabilité et de sa nature rentable, on peut dire qu'Infiniband fonctionne mieux dans des scénarios plus spécialisés où il existe un besoin urgent de performances et de stabilité de premier ordre.

Définition d'Infiniband : une solution de câble haute performance

En raison des grandes bandes passantes qu'il peut fournir combinées à sa latence ultra-faible, Infiniband est considéré comme une solution haute performance adaptée aux applications gourmandes en données, y compris la technologie Infiniband 4x. Cette norme d'interconnexion est conçue sur mesure pour les exigences des environnements de réseau informatique complexes en fournissant l'évolutivité et la puissance nécessaires pour un débit maximal. Il fonctionne avec le protocole Remote Direct Memory Access qui lui permet d'ignorer les processus CPU, réduisant ainsi la latence tout en augmentant transfert de donnéesCes attributs placent Infiniband en tête dans les cas où les mesures de performance et la fiabilité des données sont cruciales, le rendant encore plus avantageux que les câbles conventionnels dans certaines applications sélectionnées.

Comparaison d'Infiniband et d'Ethernet Câbles de commande

Bosco et son prédécesseur Infiniband sont considérés comme une architecture d'interconnexion idéale pour le calcul haute performance, même s'ils ont été initialement développés comme une solution d'interconnexion pour un centre de données. Ce système sera bientôt accompagné de modifications majeures, permettant des bandes passantes plus élevées et une intégration plus facile avec d'autres systèmes de réseau. À mon avis, Infiniband représente une amélioration par rapport à Ethernet en raison de la capacité de débits de données et de taux de transmission plus élevés. L'évolution de la bande passante jusqu'à 400 Gbps est une capacité importante pour déplacer une grande quantité de données d'un emplacement à un autre avec rapidité et fiabilité. De plus, Infiniband inclut RDMA, qui signifie Remote Direct Memory Access, qui permet la copie directe de régions de mémoire d'un ordinateur à un autre. Cela conduit à des délais minimes et élimine le besoin d'un processeur pour effectuer cette action. Par conséquent, l'utilisation d'Infiniband devient obligatoire pour les applications HEC qui nécessitent une faible latence. La perspective des coûts favorise certainement l'utilisation d'Ethernet dans des applications plus larges car elle est supposée être moins chère et économiquement réalisable. Cependant, les performances des interconnexions Infiniband sont excellentes pour les machines microcentriques spécialement conçues et constituent donc une option idéale pour les machines nécessitant des performances élevées par coût unitaire.

Explorer différents Types de câbles dans les réseaux Infiniband

En ce qui concerne les réseaux Infiniband, différents types de câbles répondent à différentes exigences en termes de performances et de distance. Les câbles en cuivre sont les plus courants, car ils sont économiquement raisonnables et offrent une qualité de signal adéquate dans les centres de données, mais uniquement sur de courtes distances. Sur de plus longues distances, l'utilisation de câbles à fibre optique devient cruciale, car elle permet de couvrir de plus grandes distances et d'augmenter les capacités de bande passante sans les problèmes d'atténuation du signal courants avec les câbles en cuivre. De plus, les câbles optiques fonctionnent à des débits de données plus élevés, ce qui est particulièrement utile dans les domaines de calcul intensif où la vitesse et l'intégrité des données sont essentielles. La topologie spécifique du réseau, la structure de coût/performance prévue et la distance de déploiement déterminent souvent le choix entre les câbles en cuivre et les câbles optiques.

Comment sélectionnez-vous le Câble Infiniband adapté pour vos besoins?

Facteurs à prendre en compte lors du choix d'un Infiniband Câble

Lors de l'achat d'un câble Infiniband, plusieurs aspects doivent être pris en compte pour améliorer les performances et garantir que les exigences du système sont satisfaites. Le premier facteur est la distance et les exigences de déploiement : les câbles en cuivre sont préférables pour les distances plus courtes en termes de coût et de facilité de déploiement. En comparaison, les câbles optiques sont préférés pour les distances plus longues en raison de leur tolérance élevée et de leur faible dissipation du signal. L'aspect suivant est la capacité des solutions 4x Infiniband à améliorer l'efficacité globale du réseau. Il s'agit notamment du débit de données requis, car il varie selon le type de câbles utilisés. Par exemple, les câbles optiques ont plus d'adhérence en ce qui concerne le transfert de données et sont donc meilleurs pour les environnements plus exigeants. N'oubliez pas les autres ressources, car l'argent, par exemple, change beaucoup lorsque l'on compare les câbles en cuivre et les câbles optiques et peut affecter le choix effectué concernant les ressources disponibles. Le choix d'utiliser des câbles optiques actifs QSFP28 avec cet équipement doit également être fait pour permettre une intégration en douceur dans les structures de télécommunication actuelles.

LUMIÈRE SUR NOS HDR infinibande et NDR Options

Des options telles que la technologie Infiniband High Data Rate (HDR) et Next Data Rate Infiniband, récemment introduite dans les industries, ont connu des progrès pour répondre aux exigences actuelles en matière de débit de données. Infiniband HDR, ou haut débit de données, entrera en vigueur fin 2019 et implique essentiellement un taux de transfert de données de 200 Gb/s par liaison unique, augmentant considérablement la capacité à effectuer des tâches complexes à forte intensité de données ou à multiplier par 4 les applications hautes performances Infiniband. La norme utilise de meilleures stratégies de signalisation que ses versions précédentes et améliore ainsi la latence et le débit, qui sont cruciaux, en particulier dans la gestion des centres de données et le supercalcul. L'étape suivante, ou plutôt la suite de l'Infiniband NDR, est de 400 Go par seconde, et elle est utilisée pour l'interconnexion de tâches de calcul plus complexes dans le cadre de son débit de données accru par liaison unique. Les critères de choix entre HDR ou NDR doivent être basés sur les fonctionnalités de performance requises, les facteurs budgétaires et le niveau d'intégration de l'infrastructure, car les deux technologies permettent des améliorations significatives par rapport aux générations précédentes.

Des Data Rate et L'ordinateur Exigences

La première étape de l'estimation du débit de données et des besoins informatiques consiste à déterminer la tâche de transfert de données prévue de l'application ou de l'environnement réseau ciblé. Les sources d'information précisent que, tout d'abord, les objectifs fixés pour les performances de l'ensemble du système doivent être mis en perspective afin que le débit de données requis pour l'application soit rentable par rapport au nombre et à la capacité des ordinateurs concernés. Vérifiez la charge que les composants installés peuvent supporter et, en particulier, les spécifications des cartes réseau et des interfaces. Essayez également d'estimer les besoins futurs en données pour éviter de trop dépendre de systèmes obsolètes. Après avoir examiné ce qui est disponible et ce qui est requis, les utilisateurs peuvent choisir l'Infiniband qui leur convient le mieux - HDR ou NDR, qui maximisera l'efficacité avec les solutions techniques existantes et dans les limites du budget alloué.

Quelles sont les applications de Infinibande in Calcul haute performance?

Le rôle d'Infiniband dans Centres de données

En tant qu'expert dans le domaine, j'approuve l'utilisation d'Infiniband dans les centres de données en raison de sa bande passante élevée et de sa faible latence, qui semblent utiles pour effectuer des fonctions de traitement et de stockage de données. L'intégration de technologies de réseau à haut débit particulières dans un environnement de centre de données, qu'il s'agisse d'Infiniband ou de tout autre, offre des conditions idéales pour des opérations complexes et une analyse en temps réel sans aucun délai. En plus de sa conception architecturale, ces facteurs augmentent spécifiquement l'efficacité d'Infiniband dans le traitement des environnements informatiques virtualisés et distribués à grande échelle. Cette technologie est encore améliorée par son développement plus récent de travail avec des réseaux hautes performances, ce qui facilite son adoption dans les cadres de centres de données existants, améliorant ainsi l'utilisation des ressources et réduisant la congestion des opérations.

Tirer parti d'Infiniband pour Intelligence Artificielle Charges de travail

J'apprécie la façon dont le débit élevé et la faible latence d'Infiniband contribuent à l'accélération de la formation des modèles d'intelligence artificielle ainsi que de l'inférence. Des sources de premier plan indiquent qu'Infiniband permet une communication rapide entre les composants d'IA distribués. Je pense qu'il existe une raison plausible concernant les énormes volumes de données et les algorithmes d'IA hautement performants nécessaires aux cadres d'IA. Il dispose d'une fonctionnalité qui lui permet d'étendre rapidement les activités de calcul en parallèle ainsi que de réduire le temps nécessaire à la formation des modèles d'IA, et de cette manière, de réduire le temps de développement de l'IA. En outre, l'amélioration rapide des performances et la configuration facile de la consommation d'Infiniband aux côtés des systèmes d'IA existants sont des améliorations notables de l'IA.

La contribution d'Infiniband à CHP avancé Système

En étudiant Infiniband et son rôle dans le développement de systèmes de calcul haute performance (HPC) avancés, j'ai remarqué que des caractéristiques telles que la bande passante la plus élevée et la latence réduite sont des facteurs clés dans l'utilisation des applications HPC. L'impact d'Infiniband sur la communication de données augmente le débit de toutes les principales ressources. Il permet d'effectuer efficacement les simulations les plus complexes et d'autres calculs massifs requis dans les activités de recherche scientifique et d'ingénierie. Il convient de noter que sa capacité à prendre en charge des architectures de traitement de données évolutives et parallèles fait d'Infiniband un outil indispensable pour améliorer le potentiel des systèmes HPC tout en préservant la structure des performances. L'introduction de cette technologie élimine les incertitudes en matière de performances dans le contexte des cadres existants pour le calcul haute performance, ce qui se traduit par une communication transparente et une bande passante élevée entre les nœuds de calcul.

Comment faire Optique active et Cable de cuivre Les technologies sont-elles différentes dans Infiniband ?

LUMIÈRE SUR NOS Câble optique actif (AOC) dans les réseaux Infiniband

Il est devenu évident que les AOC, bien que les AOC ne soient pas largement utilisés dans les réseaux Infiniband, le rôle que je partage avec les AOC montre que les AOC dans les AOC offrent certains avantages et incluent les prises SFF qui leur sont attachées. Dans la plupart des principaux résultats de recherche, les centres d'assemblage de câbles adaptateurs AOC et les câbles optiques actifs AOC sont également utilisés. De tels attributs rendent les AOC particulièrement idéaux pour les grandes bases de données et les HPC où l'intégrité du signal est essentielle sur de grandes distances. En conclusion, l'expansion des AOC et leur capacité à fournir des canaux de communication à haut débit sur de longues distances les rendent bien adaptés aux déploiements de réseaux avancés dans l'architecture Infiniband.

Explorer Cuivre à connexion directe et Cuivre actif Solutions

En recherchant des solutions Direct Attach Copper (DAC) et Active Copper dans les réseaux InfiniBand, j'ai trouvé des informations intéressantes dans les principaux résultats de recherche, en particulier en soulignant les avantages de l'utilisation du QSFP56 Câble optique actif InfiniBand HDR. Grâce à leur coût et à leur efficacité énergétique, les câbles DAC sont parfaitement adaptés aux liaisons Infiniband à faible latence, ce qui les rend idéaux pour les applications à courte portée. Ils offrent une grande vitesse de transfert de données avec une faible latence et sont très faciles à déployer, étant donné qu'aucune alimentation supplémentaire n'est nécessaire pour le traitement du signal intégré. En revanche, les câbles en cuivre actifs fonctionnent mieux sur une portée moyenne en incorporant une électronique active pour amplifier et équilibrer les signaux, réduisant ainsi les pertes de puissance. Indépendamment de leurs mérites et de leur spécialisation distincts, les deux composants ont un rôle à jouer dans les réseaux Infiniband, seuls les câbles DAC ou en cuivre actif doivent être utilisés, selon ceux qui répondent aux spécifications de performances et aux contraintes de topologie du centre de données ou du calcul haute performance.

Les avantages de la Fibre active dans la transmission de données

D'après ce que je sais sur les utilisations de la fibre active dans la transmission de données, je pense que ces câbles ont des capacités impressionnantes et que leurs performances en matière de transfert de données dépassent celles des solutions en cuivre traditionnelles, comme le soulignent plusieurs sources faisant autorité. L'autre avantage de la fibre active est sa capacité à résister aux interférences électromagnétiques, ce qui améliore la qualité et la fiabilité des signaux sur de longues distances, ce qui est essentiel dans les centres de données et les réseaux de communication d'aujourd'hui. Leur légèreté et leur flexibilité rendent l'installation et la gestion moins fastidieuses que celles des câbles en cuivre plus gros. En conclusion, la fibre active est une meilleure alternative dans les zones où un débit de données élevé et une transmission longue distance sécurisée sont nécessaires.

Comment La NVIDIA et Mellanox Améliorer les solutions Infiniband ?

Intégration NVIDIA Technologies avec Infiniband

L'utilisation des technologies NVIDIA et d'Infiniband ouvre la voie à des améliorations considérables dans les charges de travail de calcul haute performance (HPC) et d'intelligence artificielle (IA). L'utilisation des derniers GPU de NVIDIA, associés aux solutions Infiniband avancées de Mellanox, permet un déplacement des données avec une latence proche de zéro, ce qui facilite la maximisation des processus de calcul. La combinaison du traitement parallèle de NVIDIA avec le réseau à haut débit d'Infiniband permet la construction de centres de données efficaces et évolutifs, qui peuvent être construits rapidement en réponse à des exigences informatiques complexes. Cette intégration améliore l'efficacité des tâches gourmandes en données, laissant la place à des réalisations nouvelles et innovantes.

L'impact de Mellanox Innovations sur les performances d'Infiniband

Mellanox a constamment amélioré la technologie Infiniband grâce à ses apports innovants, qui augmentent les performances et les capacités des concurrents sur le marché des solutions de réseau à haut débit. Ces développements incluent l'invention d'algorithmes de routage adaptatif qui orientent le trafic le long des chemins optimaux, augmentant ainsi l'efficacité du débit du système. De plus, Mellanox a développé des techniques de déchargement avancées, telles que le placement des tâches de traitement réseau au niveau matériel afin que le processeur partage davantage la charge de travail. Les mécanismes QoS améliorés permettent aux centres de données informatiques de fonctionner à des niveaux plus élevés en facilitant les taux de transmission garantis. Dans l'ensemble, ces réalisations de Mellanox améliorent considérablement les performances des réseaux Infiniband pour toutes les tâches compatibles Infiniband. Ces tâches sont la preuve d'une puissance de calcul haut de gamme.

Tendances futures d'Infiniband avec NVIDIA et Mellanox

NVIDIA et Mellanox continueront d’intégrer Infiniband, car ils ont travaillé sans relâche pour combler le vide qui existait dans les applications HPC et IA, ainsi que le fait que les charges de travail de l’IA augmentent. NVIDIA et Mellanox savent comment améliorer la synergie, ciblant ainsi l’objectif d’atteindre une plus grande incompressibilité et une plus grande évolutivité. En outre, il existe une tendance passionnante à intégrer l’apprentissage automatique dans de tels systèmes de manière contrôlée et dynamique pour améliorer les problèmes de robustesse et fournir un système plus accessible et plus robuste pour que les données puissent circuler avec un minimum de congestion. Ces développements seront la base de tout ce qui concerne l’informatique dans les générations futures, en particulier avec Infiniband EDR et HDR.

Sources de référence

InfiniBand

Câble de fibre optique

Datacenter

Foire Aux Questions (FAQ)

Q : Qu'est-ce que Infiniband NDR et quelles caractéristiques le distinguent des autres normes Infiniband ? 

R : NDR augmente la bande passante et réduit la latence, ce qui distingue la dernière génération de la catégorie des normes Infiniband de ses prédécesseurs. Elle permet de transférer des données à une vitesse très élevée d'environ quatre cents Gbps par port, surclassant ainsi la concurrence EDR et HDR. Ses connecteurs spécialement conçus sont connus sous le nom de QSFP56 et conviennent aux exigences extrêmes en matière d'efficacité et de vitesse dans les réseaux informatiques de performance. 

Q : Pourquoi utiliser des câbles en cuivre actifs dans les réseaux Infiniband ? 

A : À titre d'exemple, les câbles en cuivre actifs et les câbles en cuivre Mega Electric seront d'excellents contrôleurs de réseau avec QSFP28 à QSFP28 dans les réseaux Infinibus. Ils peuvent être moins chers tout en répondant aux exigences de bande passante élevée et de faible latence par rapport aux câbles à fibre optique. Ces câbles sont idéaux pour les distances ne dépassant pas sept mètres, tandis que la consommation d'énergie est inférieure à celle des émetteurs-récepteurs optiques. Les câbles en cuivre actifs fonctionnent bien avec diverses normes Infiniband, qui incluent EDR, HDR et NDR, ce qui permet leurs opérations importantes sur plusieurs réseaux.

Q : Que dois-je savoir sur un câble répartiteur et dans quels scénarios s'applique-t-il aux réseaux Infiniband ? 

A : Un câble de disjoncteur, également appelé câble de dérivation, est utilisé pour diviser un seul port haut débit en plusieurs ports à faible débit. Dans le cas des réseaux Infiniband, il est tout à fait normal de voir un câble répartiteur reliant un port QSFP (Quad Small Form-factor Pluggable) à des ports SFP (Small Form-factor Pluggable) ; le câblage QSF56 vers QSFP56 sera inclusif. Cela signifie que les roulements sont plus facilement disposés autour du réseau, ce qui peut aider à mieux utiliser la bande passante dans les systèmes informatiques hautes performances. 

Q : En quoi les connecteurs QSFP56 diffèrent-ils des connecteurs QSFP28 au sein de la famille de câbles Infiniband ? 

R : Les connecteurs QSFP56 et QSFP28 appartiennent au type de connecteurs appelés connecteurs enfichables Quad Small Form Factor et sont installés dans les câbles Infiniband. Le principal facteur définissant leurs caractéristiques est le débit de données. Dans le cas du QSFP56, des vitesses allant de 200 Gbps (HDR) ou 400 Gbps (NDR) sont prises en charge, tandis que le cas du QSFP28 est beaucoup plus faible, avec un maximum de 100 Gbps (EDR). Ainsi, le QSFP56 est intégré dans le dernier type de réseaux Infiniband hautes performances, tandis que plus fréquemment, l'Infiniband EDR est doté du QSFP28.

Q : Pouvez-vous expliquer précisément ce que sont les câbles Infiniband AOC et en quoi ils diffèrent des autres types de câbles ?

R : Les câbles AOC (câble optique actif) d'Infiniband sont similaires aux câbles AOC d'Infiniband, mais ils sont désormais dotés d'une technologie de fibre optique active sur leur transmission. On peut dire qu'ils sont des câbles AOC sophistiqués car ils sont équipés d'émetteurs-récepteurs optiques intégrés à chaque extrémité sans nécessiter d'autres émetteurs-récepteurs. De plus, ils ont une consommation d'énergie plus faible, une latence encore plus faible et une portée plus grande que les fils de cuivre. Par exemple, les câbles optiques actifs Infiniband HDR peuvent transmettre des données à des débits de 200 Gbit/s sur des longueurs de 100 mètres ou moins.

Q : Quels sont les types de connecteurs associés aux câbles Infiniband ?

R : Les types de connecteurs les plus couramment utilisés dans les câbles Infiniband sont les variantes QSFP (Quad Small Form-factor Pluggable). Il s'agit notamment du QSFP28 pour EDR (100 Gbit/s), du QSFP56 pour HDR (200 Gbit/s) et du NDR (400 Gbit/s). Les connecteurs SFP (Small Form-factor Pluggable) sont également couramment utilisés dans les réseaux qui utilisent des câbles répartiteurs. Différents connecteurs avec différents taux de transfert de données réseau sont spécifiés pour les différentes normes Infiniband.

Q : Quel est le rôle des câbles Infiniband dans le réseau HPC ?

R : Leur capacité à transférer des données à des débits extrêmement élevés avec des latences très faibles fait des câbles Infiniband des composants utiles dans les réseaux informatiques hautes performances. Ces composants facilitent le transfert rapide de données entre les serveurs, les systèmes de stockage et d'autres matériels réseau, ce qui est essentiel pour les simulations scientifiques, l'analyse de données volumineuses et l'intelligence artificielle, entre autres applications. Le câble Infiniband, en cuivre ou en fibre optique, est capable de fournir le niveau de bande passante souhaité adapté à un environnement informatique où se produit un flux de données intensif, en particulier dans les supercalculateurs intégrant une technologie à double débit de données.