トップ 100GbE ネットワーク カード: アダプタの仕様とパフォーマンスに関する基本ガイド

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100GbE ネットワーク アダプターとは何ですか?

イーサネット ネットワーク アダプタの理解

イーサネット ネットワーク アダプタ技術的にはネットワーク インターフェイス カード (NIC) と呼ばれるこれらのカードは、デバイスをネットワークに接続して通信や情報交換を行うための重要な要素です。これらのアダプタはすべて、励起されたデータを変調または適応させて電流に変換し、銅線、光ファイバー、またはその他のメディアを介して伝送することで機能します。これらのアダプタの一部で最大 100 ギガビット/秒のデータ レートを実現するように特別に設計された 100GbE テクノロジの場合、ビデオ ストリーミング、データのアップロードとダウンロード、クラウド サービスなど、さまざまな高性能サービスがサポートされます。スループット、レイテンシ、すでにインストールされているコンポーネントとの互換性など、多くの要因が、システム全体の最適な動作を実現するためにネットワークに接続する方法の選択に影響します。

100GbEアダプタの主な機能

100GbE アダプタには、高速ネットワークでの機能と動作を向上させる数多くの重要なコンポーネントが搭載されています。

1. 高スループット: 100 Gbps に近い帯域幅を提供するこれらのアダプタは、データ転送に障害をもたらさないため、帯域幅を大量に使用するデータ アプリケーションに最適です。
2. 低遅延: 100GbE アダプターは、データ送信の遅延が最小限になるように設計されているため、オンライン ゲームなどのリアルタイムのやり取りを必要とするアプリケーションや、これらのアダプターを装備したトランザクションの応答性が向上します。
3. スケーラビリティ: 多数のモデルの複数のポートをサポートしたり、さまざまなテクノロジをサポートしたりすることで、ネットワーク管理者は、容量を拡張する前にトラフィック レベルが臨界点に達するのを待つ必要がなくなります。
4. 高度なプロトコル サポート: 標準のイーサネット プロトコルを超えて拡張された 100GbE アダプタは、MPLS および VLAN 経由のイーサネットに対応できるため、さまざまなネットワークで効率的に動作します。
5. 柔軟な接続オプション: これらのパッケージは通常、補助的なアクティブ ネットワーク接続用の銅線と光ファイバーの両方の接続オプションで構成されます。
6. エネルギー効率: 通常、100GbE には何かしらの省電力テクノロジが組み込まれているため、ほとんどの 100GbE アダプタはエネルギー効率が高くなるように設計されており、大規模なデータセンターでの運用コストを削減できます。

これらの機能は、ネットワーク設計者と IT 担当者の両方にとって有用です。サービス対象のネットワークで望ましいパフォーマンス レベルを達成するために、特定の機能を最も効果的に実装する方法を理解するのに役立つからです。

100GbE ネットワーク カードを使用する利点

100GbE ネットワーク インターフェイス カードを導入すると、ネットワークのパフォーマンスと組織の運用を改善できるいくつかの利点があります。まず、帯域幅が拡大すると、データ センターに接続してデータを転送できるようになり、これらのアプリケーションの応答が速くなります。これは、クラウド コンピューティング、ビデオ編集とストリーミング、拡張データ分析などのデータ対応の領域で特に役立ちます。さらに、負荷分散などの利用可能なリソースとスキーマの管理も改善され、ネットワーク パフォーマンスが向上します。100 番目に、100 ギガビット イーサネット カードが利用できるため、企業はすぐに遭遇する可能性のあるデータの高度な性質を心配することなく、ネットワークとそのリソースを構築できます。そのため、これらのネットワーク カードは、特に 28G QSFPXNUMX コネクタで高速データ転送も可能にします。強化された仮想化テクノロジにより、低レイテンシでより多くの仮想マシンをサポートできるようになり、クラウド サービスとエンタープライズ環境の帯域幅スループットが最大化されます。

最適な 100GbE ネットワーク インターフェイス カードを選択するにはどうすればよいでしょうか?

Intel® と Mellanox のオプションの比較

Intel® または Mellanox の 100GbE ネットワーク インターフェイス カードを選択する必要がある場合は、ネットワーク全体に影響を及ぼす可能性のある要素を評価することをお勧めします。

1. パフォーマンス: Intel® と Mellanox が提供する 100GbE ソリューションのパフォーマンスは最高レベルです。しかし、Mellanox カードのユーザーは、特にデータ処理が集中しているときに CPU 負荷を軽減するオフロード機能を重視しています。多くのドライバーがあるため、多くのオペレーティング システムとの互換性が高い Intel® ネットワーク カードに大きな注目が集まっていることは間違いありません。
2. エコシステム統合: これらの製品は、他の Intel テクノロジーで構成される統合システムに組み込まれていることが多いため、Intel サーバーとストレージに対する十分なサポートが保証されます。また、この会社は NVIDIA GPU を組み込んだプロジェクトにもうまく移行しており、Mellanox が NVIDIA のメンバーになったことで、ハイエンド コンピューティングと AI 中心のビジネスに大きなチャンスが生まれます。
3. コスト: 価格体系は、810 つのブランド間で対照的であるといえます。ただし、高級な機能のため、Mellanox カードの方が価格が高くなる可能性が高くなります。対照的に、Intel® カードは、特に eXNUMX イーサネット アダプターなどの他の Intel ハードウェアとバンドルされている場合、購入時のコストが低くなります。

最後に、Intel® と Mellanox のどちらのオプションを選択するかは、実行するワークロードの種類、既存のインフラストラクチャへの統合の種類とレベル、および価格によって決まります。これらの基準を分析すると、ネットワーク パフォーマンスの期待値内で選択できるようになります。

ネットワークカードのパフォーマンスにおける QSFP28 の役割

QSFP28 モジュール (別名 Quad Small Form-factor Pluggable 28) は、ポートあたり 28 Gbps の容量で高速データ転送を可能にすることで、ネットワーク カードの機能を高めるのに非常に役立ちます。この改善は、クラウド コンピューティング、データ分析、人工知能アプリケーションの要件を満たすために、より高いデータ レートを組み込む必要があるデータ センターで非常に役立ちます。QSFP100 モジュールには複数の動作モードがあり、40GbE、25GbE、または XNUMXGbE のいずれかでの動作に適応でき、アプリケーションと最大限の柔軟性とスケーラビリティを実現します。

さらに、QSFP28 のサイズは、ネットワーク ラック内のスペースと電力を節約する高密度接続の促進にも役立ちます。このドキュメントには、高速ネットワークに必要な長距離でのデータ損失を防ぐために重要な、ダイヤル トーンの整合性に関するいくつかの機能も含まれています。ほとんどの企業で、より迅速で迅速なネットワーク操作の必要性が高まるにつれて、ネットワーク カード内での QSFP28 テクノロジの導入は、パフォーマンス管理とパフォーマンスを向上させながら、将来の脅威から重要な資産を保護するための論理的なアプローチとなります。

デュアルポートとシングルポート: どちらが優れていますか?

デュアル ポート ネットワーク カードとシングル ポート ネットワーク カードを比較する場合、業界標準やユーザーのニーズに関して一定ではない要素がいくつかあるため、いくつかの要素を考慮する必要があります。デュアル ポート ネットワーク カードには高い冗長性があるだけでなく、両方のポートからデータを送信できるため、スループットが向上します。これは、クラウド サービスや大規模なエンタープライズ ネットワークなどの高帯域幅のアプリケーションで特に役立ちます。さらに、デュアル ポートのおかげでリンク アグリゲーションまたはフェイルオーバー ソリューションを設定できるため、ネットワークの稼働時間がさらに向上します。

シングル ポート ネットワーク カードを接続することは、それほど要求の厳しくないシステムや、コストとシンプルさが主な目的である小規模ネットワークでは十分です。このようなカードは通常、消費電力が低いため、シンプルな設定に適しています。全体として、デュアル ポートまたはシングル ポートの構成では、ネットワーク インフラストラクチャのニーズ、トラフィック パターン、予算の制約を考慮する必要があります。成長や組織内のデータ消費の増加を計画している企業にとって、デュアル ポート テクノロジは拡張性があるため、より強力な長期的アプローチになる可能性があります。

100GbE NIC をインストールするにはどうすればいいですか?

ステップバイステップのインストールガイド

1. 準備: まず最初に、このユニットの電源がオンになっていて電源に接続されている場合は、電源をオフにしてプラグを抜きます。また、いくつかのツールも必要になります。静電気防止リスト ストラップがあれば、それもその 1 つです。
2. 100G QSFP28 カードの PCIe スロットを見つけます。: 100GbE ネットワーク インターフェイス カード (NIC) をマザーボード上の適切な PCIe スロットに挿入する必要があります。その際、どのタイプのスロットが互換性があるかについては、マザーボードのマニュアルを参照する必要がある場合があります。
3. 拡張スロット カバーを取り外します。該当する場合は、背面パネルの選択した PCIe スロットのプラスチック製または金属製のカバーを取り外します。取り外したネジは、後で使用する予定がある場合は、当面保管してください。
4. NIC を挿入します。100GbE NIC をそっと持ち、PCIe スロットの上に置き、完全に所定の位置に収まるまで押し下げます。
5. NIC を固定する: これを行うには、取り外したネジを拡張スロットに配置されている NIC への固定装置として使用します。
6. 電源を再接続します。サーバーまたはワークステーションを再度接続し、サーバーまたはワークステーションの電源をオンにします。
7. 最適なパフォーマンスを確保するには、ConnectX-5 EX EN ネットワーク インターフェイスのドライバーをインストールします。: オペレーティング システムが正常に起動したら、100GbE NIC のドライバーをインストールする必要があります。適切なドライバーは、製造元の Web ページで入手できます。
8. ネットワーク設定を構成する: そのため、特定のオペレーティング システムのネットワーク設定には、ネットワーク要件を満たす適切なアクセス可能なネットワーク インターフェイスを指定する必要があります。
9. 接続を確立する: ネットワーク接続をテストして、インストールが正しく行われたことを確認します。

PCIeスロットとの互換性

100GbE ネットワーク インターフェイス カードを選択するには、それぞれのマザーボードで使用できる PCIe スロットを覚えておく必要があります。現在のバージョンの 100GbE ネットワーク キャビネット ソリューションのほとんどは、適切な帯域幅を提供する PCIe 3.0 以降のバージョンを採用しています。マザーボードに x16 または x8 PCIe コネクタ タイプが含まれていることを確認することが重要です。これらのコネクタ タイプは、100GbE を超えるカードの帯域幅レベルを処理するのが一般的です。さらに、レーン構成も考慮する必要があります。マザーボードによっては、e810 イーサネット アダプタが使用するレーン数に応じて、さまざまな物理幅のスロットがあるためです。一般的に、マザーボードの仕様は、NIC が最高のパフォーマンスを発揮できるように、サポートされる PCIe バージョンやレーン割り当てなど、NIC のインストール時の問題や互換性の実用性を考慮します。

ネットワークアダプタの設定

ネットワーク アダプタ 100G QSFP28 セットアップを構成するには、次の正確な手順に従う必要があります。

1. ネットワーク設定にアクセスする: オペレーティング システムからネットワーク設定パネルを開きます。
2. NIC を選択します。常駐コンピュータまたはラップトップとして使用可能なネットワーク デバイスのリストから、新しくインストールされた 100GbE NIC を選択します。
3. IP アドレスの割り当て: 静的 IP アドレスを割り当てるか、静的アドレス指定が優先されるかどうかに基づいて DHCP が IP アドレスを割り当てるように構成を設定するかの 2 つのオプションがあります。
4. サブネット マスクとゲートウェイを設定する: 効果的なルーティングを行うには、ConnectX-5 EX EN NIC カードを使用するときにサブネット マスクとデフォルト ゲートウェイを指定することが重要です。
5. DNS 構成: 名前解決に使用する DNS サーバーを入力します。
6. 変更の適用: 変更を有効にするには、変更を保存または適用する必要があります。
7. 構成の確認: 最後の手順では、コマンドライン ツール (ping、ipconfig) を使用して、アダプタの機能と適切な構成を確認します。

100GbE NIC の使用例は何ですか?

データセンターでのアプリケーション

多くのアプリケーションは、データ センター内に導入された、高帯域幅と低レイテンシを特徴とする 100GbE ネットワーク インターフェイス カード (NIC) によってサポートされています。このようなアプリケーションの例としては、次のようなものがあります。

1. 高性能コンピューティング (HPC): 財務モデリングや科学的シミュレーションなど、データのボトルネックが非常に多いプロセスでのデータ転送における時間の問題を軽減します。
2. データの集約と保存: 中央リポジトリに保存されている大量のデータにユーザーがすばやくアクセスして処理できるようにします。
3. 仮想化: 管理された帯域幅により、仮想化環境でより優れたパフォーマンスを発揮するオンデマンドのリソースを使用して、より多くの仮想マシンをホストできるようになります。
4. クラウド サービスと展開: ユーザーの需要を満たし、複数のアプリケーションを同時に実行するために必要なスループットを提供することで、クラウド インフラストラクチャの展開が高速化され、より柔軟になります。
5. ビッグデータ分析: 高速で信頼性の高いビジネス意思決定プロセスに不可欠な、非常に大量のデータの移動を可能にします。

要約すると、データ処理における高速パフォーマンスは、現代のデータセンターの多くのアプリケーションにとって非常に重要であり、そのために 100GbE NIC は不可欠な要素なのです。

高性能コンピューティングのニーズ

HPC では、膨大な量のデータの計算と分析を実行するために、ハードウェアとネットワーク、特に ConnectX® – 5 EN ネットワーク インターフェイス カードの複雑な構成が必要です。この分野における最初の要件は次のとおりです。

1. スケーラビリティ: HPC システムの場合、計算リソースの需要増加に対応するためにリソースを効率的に垂直方向に拡張する必要があり、パフォーマンスを低下させることなく追加のリソースを追加する必要があります。
2. 低遅延: 各ノード間の距離はコンポーネントの全体的な同期処理に影響するため、ノードは大きな遅延が発生しない範囲で可能な限り近づける必要があります。したがって、ネットワーク レイアウトは、情報伝送の遅延中に干渉がほとんどまたはまったく発生しないように適切に計画する必要があります。
3. 高帯域幅: このカテゴリの一部のアプリケーションでは、短時間で大量のデータを転送する必要があるため、計算プロセス中に転送されるデータ量を維持するために高帯域幅のネットワークが必要です。
4. ConnectX-square 5 EN ネットワーク インターフェイス カードのほとんどの使用例では、信頼性が求められます。長時間のシミュレーションなど、完了までに長い時間を要するプロセスでも、ダウンタイムを防ぎ、処理中の操作が意図したとおりに継続されることを保証するには、冗長システムとフォールト トレランスが必要です。
5. 相互接続性: クラスター ノード間の通信を支援し、データとタスクの効率的な実行を可能にする高度な相互接続テクノロジ (InfiniBand、高度なイーサネットなど) を使用しないと、十分な HPC クラスターは実現できません。

これらの要件を満たすことは、HPC センターを正しく利用して連携できるようにするために不可欠であり、高性能コンピューティング プロジェクトの有効性と結果に影響します。

大企業におけるネットワーキング

大規模な組織では、すべての部門間の円滑なコミュニケーション、コラボレーション、効率的な運営にネットワークが不可欠であるため、その重要性はいくら強調してもしすぎることはありません。その根底にある要因は次のとおりです。

1. アーキテクチャ設計: ネットワーク構造は特定の形式で作成され、主に階層構造が利用され、トラフィックフローの容易さと拡張性に貢献します。標準には、コア層、分散層、アクセス層が含まれており、高いパフォーマンスを提供し、管理を容易にします。
2. セキュリティ プロトコル: この段階では、ファイアウォール、侵入検知設定、仮想プライベート ネットワークを使用して機密データを悪意のある攻撃から保護し、特定の要件を満たすことが重要です。
3. ネットワーク管理: 強化されたネットワーク管理の機能には、IT によるシステムの監視を支援し、起こりうる問題の防止と管理、適切な帯域幅の制御、およびリソースの展開を可能にするサポート トラブルシューティング ツールが含まれます。
4. クラウド統合: クラウド サポートへの移行を目指す場合、オンサイト リソースとオフサイト リソースが混在することになるため、これらのネットワークではこのような懸念を軽減できる必要があります。
5. パフォーマンス メトリックは、ConnectX-5 EX EN ネットワーク インターフェイスの効率を評価する際に重要です。レイテンシやパケット損失の測定を含むパフォーマンス メトリックは、効率を最適化するために特定の調整を行うか削減するという観点からネットワークを管理するために必要です。

これらのネットワークの側面に対処すると、優れたビジネス組織は、100 G QSFP28 インフラストラクチャ レイアウトを使用して、運用効率を向上させ、成長への準備を整え、想定される安全でタイムリーな通信を実現できるようになります。

市場で最も新しい 100GbE ネットワーク カードは何ですか?

Intel E810-CQDA2のご紹介

Intel E810-CQDA2 ネットワーク カードは、ハイエンド コンピューティングとデータ センター向けに特別に設計された 100 ギガビット イーサネット (100 GbE) アダプター カテゴリの最新製品の 100 つです。この Intel イーサネット カードは、高帯域幅と非常に低いレイテンシのアプリケーション向けのデュアル 5GbE ポートを備えています。ConnectX-810 EN は、従来のネットワークとソフトウェア定義のネットワークの両方をサポートしているため、あらゆるネットワークで簡単に動作します。さらに、E2-CQDAXNUMX のパフォーマンスを考慮すると、セキュリティ機能が強化され、オフロードが改善されてネットワーク パフォーマンスが向上するため、ネットワークをアップグレードしたい企業に適しています。

NVIDIA Mellanox MCX516A-CCAT のレビュー

NVIDIA Mellanox MCX516A-CCAT は、クラウドやエンタープライズ データ センターでの高速データ移動用に設計された高速 100GbE ネットワーク アダプターです。このカードには 100 つの 516GbE コネクタがあり、コンピューティング機能に関する通信を非常に高速化することでデータ転送効率を別のレベルに引き上げる RDMA over Converged Ethernet (RoCE) などの多数のプロトコルをサポートしています。このテクノロジが組み込まれた NVIDIA Spectrum スイッチでは、ネットワークで使用できる構成オプションが増加すると同時に、高度なプロセッサがより高度な負荷を管理します。それに加えて、MCXXNUMXA-CCAT には、情報の整合性と機密性の両方を保証する高度で効果的なセキュリティ システムがあり、高度なテクノロジでネットワーク システムをアップグレードしようとしている企業に適しています。

PCIe 3.0 と PCI Express 4.0 の比較

PCI Express 3.x と PCI Express 4.0 は、PCI Express インターフェイス仕様の改訂版であり、その主な目的は、マザーボード、グラフィックス カードやネットワーク カードのさまざまなコネクタ間の高速データ交換を実現することです。PCIe 3.0 の主な差別化機能はデータ レートです。これは依然として非常に高速ですが、PCI Express 4.0 に関連しています。PCI Express 1 では、スロット データ レートがレーンあたり 2 GB/秒からレーンあたり 64 GB/秒に倍増し、16 レーン セットアップで合計帯域幅が最大 4.0 GB/秒にまで引き上げられています。このスループットの向上により、高度なゲーム アプリケーション、データ フロー アプリケーション、およびハイエンド ビデオ アプリケーションが PCIe 4.0 を使用して効果的に動作できるようになります。さらに、PCIe 3.0 と PCIe XNUMX の相互運用性により、ユーザーは古いシステム ポートが原因で新しいテクノロジから締め出されることはありません。

参照ソース

ネットワークインターフェイスコントローラー

PCI Express

100ギガビットイーサネット

よくある質問（FAQ）

Q: 100 Gbps イーサネット接続とは何ですか?

A: 100GbE ネットワーク インターフェイス カード (100GbE NIC とも呼ばれる) は、100 ギガビット/秒の速度でデータを非常に高速に転送するために使用される通信アダプタ カードの一種です。このカードは主にデータ センターや高性能コンピュータ環境で使用されます。

Q: Intel w810-cam2 NIC の仕様は何ですか?

A: Intel E810-CAM2 NIC は、100 GB イーサネット、ロープロファイル、高度なコントローラ機能などをサポートしています。高度なコンピュータ ネットワーク アプリケーションに必要な、最適なスループットと最小のレイテンシを実現するように構築されています。

Q: デュアル QSFP28 ネブライザー アダプターは、単なるシングル ポート バージョンとどう違うのですか?

A: デュアルポート QSFP28 アダプタ カードには 100 つの XNUMX ギガビット イーサネット ポートが組み込まれており、最大 XNUMX つのポートしかないシングルポート モードよりも高いバックアップ機能と拡張された帯域幅機能を提供します。

Q: 100G NIC が PCIe 4.0 x16 を使用するのはなぜですか?

A: PCIe 4.0 x16 は、データ転送速度と帯域幅の点で PCIe 3.0 から大幅に改善されており、生産性と効率を最大化するために 100G NIC が求められています。

Q: 100GbE ネットワーク カードが有効なシナリオはありますか?

A: 確かに、100GbE ネットワーク カードは、高速かつ低遅延の機能を必要とする HTF、大規模データ センター、クラウド アプリケーション、科学産業でより簡単に利用できます。

Q: Mellanox の ConnectX-5 と ConnectX-6 ネットワーク インターフェイス チップ製品の違いは何ですか?

A: Mellanox ConnectX-6 NIC は、パフォーマンス、オフロード機能、追加機能が向上しているため、以前設計された ConnectX-5 よりも優れています。データ中心のアプリケーションに高度な RDMA テクノロジーと優れた IT パフォーマンスを提供します。

Q: ネットワーク インターフェイス カードに関して「RoHS 準拠」という用語は何を指しますか?

A: ネットワーク インターフェイス カードの RoHS 準拠の指定は、設計者が特定の有害物質指令の制限を順守しており、デバイスに環境に有害な鉛、水銀、カドミウムなどの危険物質が含まれていないことを保証することを意味します。

Q: 100GbE ネットワーク インターフェイス カードは光ケーブルと銅線ケーブルをサポートしていますか?

A: はい、QSFP100 ポート向けの多くの 28GbE NIC は、マルチコア イーサネット ケーブルまたは光ケーブルのいずれかで動作できるため、ネットワーク アーキテクチャのバリエーションが可能になります。

Q: 100GbE ネットワーク カードの背面に背の高いブラケットがあるのはなぜですか?

A: 背の高いブラケットは、ネットワーク インターフェイス カード (NIC) が滑り落ちないように、標準のサーバー マザーボードに取り付けるために使用されます。特に高密度サーバー構成で使用する場合、ヘッドの正しい向きと明瞭性を維持するのに役立ちます。

Q: ネットワーク パフォーマンスの向上におけるイーサネット ネットワーク インターフェイス カード (NIC) の役割は何ですか?

A: イーサネット NIC は、ネットワーク通信とデータ転送プロセスの高速化を促進し、時間の最適化とボリュームの増加を実現します。これは、ほとんどの高性能アプリケーションと効果的なネットワーク利用に不可欠です。