Mellanox ConnectX-5 ネットワーク アダプターの探索: 総合ガイド

データ伝送と高性能ネットワークシステムへの需要が高まっている時代に生きる私たちにとって、Mellanox ConnectX-5ネットワークアダプタは最も重要な技術のXNUMXつとなっています。このガイドでは、Mellanox ConnectX-XNUMXネットワークアダプタの機能、性能、導入シナリオについて知っておくべきすべてのことを網羅しています。 接続 x5、読者が現代のデータ センターでの使用を理解するのに役立ちます。さらに、この記事では、さまざまなシステムを扱う IT プロフェッショナルがそれらを効果的に統合し、これらのデバイスから最大限のネットワーク効率を実現できるように、技術仕様、パフォーマンス メトリック、さまざまなネットワーク インフラストラクチャとの互換性についても説明します。現在のネットワーク カードをアップグレードしたい場合でも、高度なネットワークに関するより深い知識を求めている場合でも、この記事は意思決定に役立つ有益な情報を提供するはずです。

Mellanox ConnectX-5 EN ネットワーク インターフェイス カードとは何ですか?

ConnectX-5テクノロジーの概要

Mellanox ConnectX-5 EN ネットワーク インターフェイス カード (NIC) は、ネットワーク テクノロジーの進歩を示すもので、パフォーマンス、スケーラビリティ、柔軟性も向上しています。このカードは、最大 100Gb/s のイーサネット接続を必要とする最新のデータ センター向けに設計されています。低レイテンシ、高スループット、高度なオフロードなどの機能を備えており、クラウド インフラストラクチャ、データ分析、高性能コンピューティング (HPC) などのさまざまな分野に適用できます。さらに、このハードウェアは仮想化、RDMA over Converged Ethernet (RoCE)、NVMe over Fabrics (NVMe-oF) もサポートしており、既存のネットワークへの統合が容易です。

Mellanox ConnectX-5の主な特徴

1. 素早さ: この Mellanox ConnectX-5 EX EN アダプターは非常に高速です。高速アプリケーションでは、最大 100Gb/s のイーサネット接続をサポートし、強力な結果を保証します。
2. 簡潔： 計算負荷の高いタスクや金融サービスなど、非常に高いパフォーマンス レベルを必要とするアプリに必要な超低レイテンシ向けに最適化されています。
3. 高度なオフロード: RDMA over Converged Ethernet (RoCE)、NVMe over Fabrics (NVMe-oF) などのオフロードに利用できるエンジンが利用可能です。これらのエンジンは、メイン プロセッサ自体の代わりにこのようなプロセスを処理するため、CPU のリソースを節約します。
4. スケーラビリティと柔軟性: ConnectX-5 EN ネットワーク アダプタ PCI Express は、クラウド インフラストラクチャからデータ分析までさまざまなアプリケーションで動作するため、十分な柔軟性を備えています。
5. 仮想化をサポート: 仮想化環境はハードウェアによってサポートされるため、リソースの使用率と柔軟性が向上します。
6. 強化されたセキュリティ： 使用中の安全性を確保するファームウェアアップデートなど、強力なセキュリティ対策が施されています。

これらすべての注目すべき機能により、Mellanox ConnectX-5 EN ネットワーク インターフェイス カードは、あらゆる現代のデータ センター環境に適した多用途で強力なものであるとしか言いようがありません。

現代のネットワークでConnectX-5を使用する利点

Mellanox ConnectX-5 の EN ネットワーク インターフェイス カードには、今日のネットワークにとって多くの利点があります。

1. ハイパフォーマンス： connectX-5 は、最大 100 ギガビット/秒のイーサネット接続をサポートし、低遅延を最適化するため、データ集約型アプリケーションの全体的なパフォーマンスが向上します。速度と信頼性が重要な高性能コンピューティング (HPC) や金融サービスなどの環境では、これが非常に重要になります。
2. 効率的なCPU使用率: RDMA over Converged Ethernet (RoCE) や NVMe over Fabrics (NVMe-oF) などの高度なオフロード機能により、中央処理装置からタスクが取り除かれ、作業負荷が軽減され、他のプロセスにリソースが解放されるため、ネットワーク全体の効率とパフォーマンスが向上します。
3. 強化されたセキュリティ機能: ConnectX-5 EX EN ユーザーには安全で安定したネットワーク環境が必要です。そのため、Mellanox は、ハードウェアの信頼のルート、安全なファームウェア更新などの強力なセキュリティ メカニズムを使用してこれを実現することを保証しました。これは、ネットワーク操作を損なわずに機密データを保護する必要があるため必要です。
4. スケーラビリティと柔軟性: クラウド インフラストラクチャや仮想化などのさまざまなアプリケーションで使用できるため、組織のさまざまなニーズに合わせて適応できます。これにより、必要に応じてネットワーク インフラストラクチャを拡張し、現在と将来のネットワーク需要の両方を満たすことができます。

ConnectX-5 はネットワーク パフォーマンスをどのように向上させるのでしょうか?

低レイテンシと高スループットを理解する

低レイテンシとは、情報が発信元を離れてから宛先に到着するまでの時間が短いことを意味します。これにより、リアルタイムで処理する必要があるアプリケーションに十分な速さでデータを送信できます。逆に、高スループットとは、特定の時間内にネットワークを介して移動できるデータ量を指します。これは、大量の帯域幅を必要とするタスクに必要です。ConnectX-5 は、RDMA やその他の高度なテクノロジを使用して低レイテンシを実現します。これにより、CPU はシステムの一部をバイパスできるため、処理時間が短縮されます。また、最大 100Gb/s の高速イーサネット接続をサポートすることで高スループットを実現し、今日のネットワークのニーズに応じて大量のデータを迅速に転送できます。

デュアルポート QSFP28 のパフォーマンスへの影響

ネットワークのパフォーマンスを向上させるために、デュアルポート QSFP28 は、利用可能な帯域幅を 5 ​​倍にし、冗長性を追加します。ConnectX-100 には、それぞれ XNUMXGb/s の高速イーサネット接続を提供できる XNUMX つのポートがあります。そのため、大量のデータをはるかに高速に処理でき、XNUMX つのポートに障害が発生しても中断のない動作が保証されます。デュアル ポートがあるこのタイプの構成は、トラフィック ジャムを減らし、転送速度とネットワークの堅牢性全般を向上させるのに役立ちます。これらは、今日のデータ センターや企業システムに対する複雑な要求に不可欠です。

PCI Express 3.0の活用

ConnectX-5 のパフォーマンス向上には、PCI Express 3.0 (PCIe 3.0) の使用が必要です。これは、ネットワーク インターフェイス カード (NIC) とホスト システム間で大量のデータを転送するための高速インターフェイスです。つまり、各レーンのデータ レートは最大 8 GT/s となり、スループットは前身の PCI Express 2.0 の 5 倍になります。このように帯域幅が拡大したことで、ConnectX-3.0 が提供する高速イーサネット接続がサポートされます。さらに、このバージョンでは、あらゆるネットワークのデバイス間で効率的かつ信頼性の高い通信を行うために必要な、信号の整合性が向上し、レイテンシも短縮されます。PCIe 5 を活用すれば、ConnectX-XNUMX は最大のデータ転送速度を達成しながら処理時間を短縮できるため、エンタープライズ ネットワークやデータ センター全体のパフォーマンスが向上します。

Mellanox ConnectX-5 のインストールと互換性

サポートされているシステムと要件

Mellanox ConnectX-5 NIC は、Linux バージョン (Ubuntu、RHEL、CentOS)、Windows Server、VMware ESXi などのさまざまな OS にインストールできます。このコンポーネントが動作するには、サーバーに PCIe 3.0 スロットが必要です。インストールするには、NIC を PCIe スロットに差し込み、Mellanox が ConnectX-5 EN ネットワーク アダプター PCI Express 用に提供している適切なドライバーをインストールする必要があります。x86 および ARM アーキテクチャで実行できるため、さまざまな種類のサーバーでより汎用的に使用できます。このデバイスは、適切に動作するだけでなく、設置されているサーバー環境内で過熱を防ぐためにも、良好な冷却とエアフローが必要です。

ステップバイステップのインストールガイド

準備

システムの互換性の確認:

• サーバーがシステム仕様に準拠していることを確認します。システム仕様には、使用可能な PCIe 3.0 スロットがあり、サポートされているオペレーティング システム (Linux、Windows Server、VMware ESXi) のいずれかと互換性がある必要があります。

必要なツールを集める:

• このタスクを完了するには、アース ストラップ、プラス ドライバー、およびカードとドライバーを含む Mellanox ConnectX-5 NIC パッケージが必要になります。

電源オフと接地

サーバーの電源をオフにする:

• サーバーを完全にシャットダウンし、すべてのケーブルを外します。

接地:

• 静電気放電によって NIC やその他の内部コンポーネントが損傷しないように、アース ストラップを装着してください。

サーバーケースを開く

サーバーへのアクセス:

• 製造元の指示に従ってプラスドライバーを使用して、サーバーケースを固定しているネジを外し、サーバーケースを開きます。

NICを挿入する

PCIe 3.0 スロットの位置:

• サーバーのマザーボード上で使用可能な PCIe 3.0 スロットがある場所を見つけます。

ConnectX-5 NIC のインストール:

• 慎重に位置を合わせてから、ConnectX-5 NIC をゆっくりと所定の位置に押し込み、完全に装着されるまで待ちます。適切なネジを使用してカードを固定します。

サーバーケースを閉じる

サーバーを閉じる:

• サーバーケースのカバーを取り付け、先ほど取り外したネジを使用して固定します。

電源投入と初期設定

再接続と電源オン: ConnectX-5 EN ネットワーク アダプター PCI Express が適切に装着され、電源が投入されていることを確認します。

• サーバーの電源を再度オンにする前に、すべてのケーブルを再度差し込んでください。

ドライバーのインストール：

• サーバー上の OS にアクセスし、表示されるプロンプトに従うか、Mellanox ConnectX-5 EN ネットワーク アダプター PCI Express にも適用可能なドライバー インストール ガイドを参照して、サーバーから提供された Mellanox ConnectX-5 NIC のドライバーをインストールします。

インストールの確認

デバイスの認識を確認しています:

• Windows のデバイス マネージャーにアクセスするか、Linux の「lspci」コマンドを使用して、サーバーが NIC を認識しているかどうかを確認します。

接続性のテスト：

• ネットワーク ケーブルを NIC に接続し、接続検証のためにネットワーク パフォーマンスをテストします。

これらの手順を実行すると、ネットワークのパフォーマンスを向上させ、5GB イーサネットを処理できる Mellanox ConnectX-100 NIC が正常にインストールされます。

適切な接続性とオフロード機能の確保

信頼性の高い接続を確立し、Mellanox ConnectX-5 NIC のオフロード機能を最大限に活用するには、次の手順に従います。

ネットワーク設定を構成する

構成ツールを開きます:

• Mellanox の Unified Fabric Manager (UFM) などの管理ツールや、サーバー独自のネイティブ ネットワーク構成ユーティリティを使用します。

正しい IP アドレス:

• 安定した通信のために、静的 IP アドレスを割り当てるか、ネットワーク ポリシーに従って DHCP を構成します。

ファームウェアとドライバーの更新

ファームウェアのアップグレード: ConnectX-5 EN ネットワーク アダプタ PCI Express ファームウェアに関する更新を継続的に確認してください。

• セキュリティとパフォーマンスを強化するには、Mellanox が提供する NIC ファームウェアの更新を定期的に確認する必要がある場合があります。

新しいドライバーをインストールします:

• 他のシステムとの互換性を保ち、最適な機能を実現するために、最新のドライバーをダウンロードしてインストールしてください。

オフロード設定

ハードウェア オフロードを有効にする:

• NIC のプロパティの設定を変更して、Large Send Offload (LSO)、Receive Side Scaling (RSS)、TCP/UDP Checksum Offload などのさまざまな機能を有効にできるようにします。

サービス品質（QoS）：

• 重要なトラフィックを優先することでネットワーク全体の効率を向上させることを目的とした QoS ポリシーを実装します。

ネットワークを適切に設定し、ファームウェア/ドライバーのアップデートを実施し、必要なオフロードを有効にすることで、Mellanox ConnectX-5 NIC を使用して、可能な限り最大のスループットで強力なリンクを確立できます。

データセンターにおけるConnectX-5の活用事例

NVMe over Fabric のサポート

優れたパフォーマンスを達成する

低遅延：

• NVMe over Fabric (NVMe-oF) 機能は、従来のストレージ プロトコルをスキップし、RDMA などのより効率的なトランスポートを採用することで遅延を削減します。

スケーラビリティ: Mellanox ConnectX-5 EX EN アダプターは、ネットワーク要件に合わせて非常に効率的に拡張できます。

• このプロトコルは複数のエンドポイントに合わせて拡張できるため、データセンターの成長にとって重要です。

効率性：

• データ処理が NIC にオフロードされ、CPU オーバーヘッドが最小限に抑えられると、システム全体の効率が向上します。

主なメリット

スループットの向上:

• ConnectX-5 EN ネットワーク アダプタ PCI Express と NVMe-oF を組み合わせることで、従来のストレージ システムよりもはるかに高速なデータ転送を実現できます。

信頼性：

• より強力なエラー処理機能により、ストレージ操作中のデータ整合性が向上します。

柔軟性:

• イーサネットや InfiniBand などのさまざまなファブリックをサポートしているため、既存のインフラストラクチャに簡単に統合できます。

展開に関する考慮事項

ハードウェア要件：

• サーバーに Mellanox ConnectX-5 デバイスにあるような RDMA 対応 NIC が搭載されていることを確認します。

ネットワーク設定：

• NVMe-oF サポート用にネットワーク設定を適切に構成します。これには、VLAN タグ付けや優先フロー制御などが含まれる場合があります。

ファームウェアとドライバーの更新: Mellanox ConnectX-5 EN ネットワーク アダプター PCI Express の最新バージョンを常にインストールしてください。

• 常に最適なパフォーマンスとセキュリティを維持するために、NIC ファームウェアとドライバーを定期的に更新してください。

データ センターは、ストレージ パフォーマンス、効率、スケーラビリティの向上という点で、NVMe over Fabric を採用することでメリットを得ることができます。

高性能コンピューティング (HPC) への応用

NVMe over Fabric (NVMe-oF) は、ハイパフォーマンス コンピューティング (HPC) におけるデータ ストレージとアクセスのゲームチェンジャーです。NVMe-oF を使用することで、HPC 環境ではレイテンシの低減とスループットの向上を実現できます。これは、データ量の多いタスクには不可欠です。NVMe-oF のスケーラビリティにより、多数のストレージ ノードを集約できるため、HPC ワークフローに必要な大規模な並列処理が可能になります。さらに、このプロトコルはデータ操作を NIC にオフロードする効率性が高いため、CPU をこれらのタスクから解放し、他の重要な計算に使用できるようになります。したがって、NVMe-f を統合すると、システム全体のパフォーマンス、信頼性、柔軟性がさらに向上し、高度な HPC インフラストラクチャの不可欠な部分になります。

データ分析と機械学習の強化

NVMe over Fabric (NVMe-oF) は、データ分析と機械学習を大幅に改善できます。これは、データ アクセスの高速化とスループットの向上によって可能になります。このような機能は、大規模なデータセット、モデル トレーニング、リアルタイム分析の処理に重要です。NVMe-oF を使用すると、多数のノードにデータを保存できるため、データの高速取得が容易になり、機械学習ワークフローを妨げる通常のデータ ボトルネックが解消されます。このプロトコルには、情報処理に関する CPU の負担を軽減して NIC がこの役割を担えるようにする機能もあり、より多くの計算リソースが解放され、ML アルゴリズムの実行が向上します。したがって、企業はより迅速な分析情報とより強力な予測モデルを獲得でき、あらゆるデータ駆動型の環境で革新的で優れた運用を実現できます。

ConnectX-5と他のネットワークアダプタの比較

競合ネットワークアダプタに対する利点

競合するネットワーク アダプタは、ConnectX-5 ネットワーク アダプタから学ぶべき点がたくさんあります。その利点のいくつかを以下に示します。

1. 低遅延： ゲーム、高頻度取引、またはあらゆるリアルタイム データ アプリケーションに最適な低レイテンシを実現します。
2. 高スループット： このカードは最大 200Gb/s の高帯域幅を備えており、集中的なワークロードで使用される ConnectX-5 EN ネットワーク アダプタ PCI Express 3.0 テクノロジに必要な、より高速なデータ転送速度を実現します。
3. 高度なオフロード機能: この機能は、CPU からデータ集約型のタスクの負荷を軽減し、システム全体の効率を向上させるのに役立ちます。
4. スケーラビリティ： このネットワーク アダプタを使用すると、ストレージ ノードを簡単に集約できるため、広範囲の並列処理が可能になります。
5. 信頼性の向上: 強力なエラー検出および修正メカニズムを備えて設計されているため、保存された情報のパフォーマンスや整合性が損なわれることはありません。
6. エネルギー効率： 動作時には電力を大量に消費しますが、高度な電力管理技術が設計に採用されており、パフォーマンス レベルに影響を与えることなくエネルギーを節約します。

費用対効果と投資収益率

組織内でイーサネット アダプター カードを使用すると、多額の費用を節約でき、投資収益率も保証されます。高スループットと低レイテンシーにより、システム パフォーマンスが向上し、運用コストの削減と生産性の向上にもつながります。さらに、このデバイスは高度なオフロード機能と優れた信頼性を備えているため、ハードウェアの追加の必要性が減り、資本支出が削減されます。さらに、ConnectX-5 は消費電力が少なくなるように構築されているため、エネルギー効率が高く、光熱費の削減にも貢献します。多くの企業がこれらの高度なネットワーク ソリューションを採用しているため、このような利点は時間の経過とともに企業に多大な節約をもたらし、ROI もプラスになります。

顧客レビューとパフォーマンスベンチマーク

ユーザーレビュー

ConnectX-5 ネットワーク アダプターは、さまざまな分野の専門家から肯定的なフィードバックを受けています。技術評論家は、データ転送速度の大幅な高速化やレイテンシの低減など、その驚くべきパフォーマンスを称賛しています。さまざまな業界の専門家も、その信頼性と、CPU の負荷を軽減して運用効率を向上させる高度なオフロード機能を高く評価しています。さらに、Mellanox ConnectX-5 EN ネットワーク アダプター PCI Express の省エネ機能は、電力消費を削減して経済的な節約につながるため、ユーザーに好まれています。

パフォーマンスベンチマーク

以下は、ConnectX-5 のパフォーマンスを測定するために行われたテストの一部です。

1. 帯域幅とスループットテストの結果、このアダプタは常に 100 Gbps を超える帯域幅を提供することがわかりました。これは、データ集約型アプリケーションを実行する高性能コンピューティング環境に必要なものです。
2. レイテンシ： ベンチマークによるとマイクロ秒単位で測定される超低レイテンシなので、金融取引やビッグデータセットのリアルタイム分析など、遅延の影響を受けやすいタスクに最適です。
3. 信頼性メトリック: 負荷が大きい場合でも、アダプタのエラー訂正機能により、情報の損失率が大幅に低減され、情報の整合性が確保されます。
4. エネルギー消費： 同じ市場スペース内で競合する他の類似デバイスと比較した場合、エネルギー効率テスト中の connectx 5 の電力使用量は大幅に低いため、持続可能な運用がサポートされます。これにより、企業はネットワークを効率的に構築しながら電気代を節約できます。

これらのレビューと測定結果から、強力で信頼性の高いネットワーク アダプターを探しているなら、ConnectX-5 以外に探す必要がないことがわかります。

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

小型フォームファクタ プラガブル

イーサネット

よくある質問（FAQ）

Q: Mellanox ConnectX-5 ネットワーク アダプターとは何ですか?

A: Mellanox ConnectX-5 ネットワーク アダプタは、データ センター、クラウド インフラストラクチャ、および高性能コンピューティング アプリケーション向けに設計された高性能ネットワーク カードです。高度なネットワーク機能を備え、最大 100GbE の接続をサポートしているため、要求の厳しいネットワーク環境に適しています。

Q: Mellanox ConnectX-5 ネットワーク アダプタの主な機能は何ですか?

A: イーサネット アダプター機能、ギガビット イーサネットおよび 100GbE のサポート、パフォーマンスと柔軟性を向上させる組み込み PCIe スイッチ、ConnectX-5 EN ネットワーク アダプターの PCI Express での非常に高いデータ スループットによる NVMe over Fabric Offloads のサポート。

Q: ConnectX-5 ネットワーク アダプタにはどのような種類のポートがありますか?

A: ConnectX-5 ネットワーク アダプターは、100GbE デュアル ポート QSFP28 やデュアル ポート SFP28 などのデュアル ポート構成を提供します。これらのポートは、さまざまな種類のネットワークにさまざまな接続オプションを提供します。

Q: 組み込み PCIe スイッチは、ConnectX-5 ネットワーク アダプターを使用する場合にどのようなメリットがありますか?

A: Connect X -5 NIC に組み込まれた PCIe スイッチにより、NIC カード自体内での効率的なルーティングとデータ処理が可能になり、スループットが最大化され、レイテンシが最小化されるため、パフォーマンスが向上します。また、最も柔軟なソリューションも提供します。

Q: ConnectX-5 ネットワーク アダプターは NVMe over Fabrics をどのようにサポートしますか?

A: NVMe over fabric オフロードをサポートしており、ネットワーク経由で接続された NVME ストレージ デバイスとノード間の効率的で高速な転送を可能にします。これは、データ集約型アプリケーションとストレージ アーキテクチャにとって重要です。

Q: Mellanox ConnectX-5 はさまざまなフォーム ファクターで動作しますか?

A: はい、Mellanox ConnectX-5 は、アダプタ PCI express 3.0 x8 やトール ブラケットなど、さまざまなフォーム ファクタをサポートしており、さまざまな構成のサーバーやワークステーションと互換性があります。この複数の選択肢により、幅広いシステム互換性が確保されます。

Q: ConnectX-5 ネットワーク アダプターは 10Gb の速度で動作できますか?

A: はい。ConnectX-5 ネットワーク アダプタは、10Gb イーサネットなどのさまざまな速度レベルで動作できるため、速度の要求によりネットワークの拡張が必要になるさまざまなネットワーク環境で汎用的に使用できます。

Q: Nvidia Mellanox ConnectX-5 がデータセンターに最適な選択肢だと考えられるのはなぜですか?

A: 最高のスループット、デュアルポート構成、組み込み PCIe スイッチ、NVMe over Fabric のサポートなどの機能の堅牢性により、Nvidia Mellanox ConnectX-5 は、データセンターで使用される他のどのソリューションよりも優れたパフォーマンスを提供します。これらの機能により、需要の高いアプリケーションに必要な信頼性が高く効率的なネットワーク接続が保証されます。