O que é o Consórcio Ultra Ethernet (UEC)?

O Ultra Ethernet Consortium (UEC) foi oficialmente estabelecido em 19 de julho de 2023. É uma nova organização patrocinada pela Linux Foundation e sua Joint Development Foundation. O UEC visa ir além dos recursos Ethernet existentes, como Remote Direct Memory Access (RDMA) e RDMA over Converged Ethernet (RoCE), para fornecer uma camada de transporte de alto desempenho, distribuída e sem perdas, otimizada para computação de alto desempenho e inteligência artificial. Ele mira diretamente no protocolo de transmissão InfiniBand de seu rival.

Consórcio Ultra Ethernet

Os membros fundadores da UEC incluem AMD, Arista, Broadcom, Cisco, Eviden, HPE, Intel, Meta e Microsoft, todos com décadas de experiência em implantação em larga escala de redes, inteligência artificial, nuvem e computação de alto desempenho.

Membros fundadores

Por que a Ethernet precisa do UEC?

Como o UEC difere da Ethernet atual?

A inteligência artificial e a computação de alto desempenho trazem novos desafios às redes, como a necessidade de maior escala, maior densidade de largura de banda, multipercurso, resposta rápida ao congestionamento e interdependência na execução de fluxos de dados individuais (onde a latência final é um ponto-chave para considerar). A especificação UEC foi projetada para preencher essas lacunas e fornecer redes em maior escala necessárias para essas cargas de trabalho. O UEC tem como objetivo uma pilha completa de comunicações que resolve problemas técnicos em diversas camadas de protocolo e fornece funcionalidades fáceis de configurar e gerenciar.

Como o UEC difere de outros protocolos atuais?

Os protocolos existentes podem abordar alguns aspectos dos problemas acima (como o gerenciamento de congestionamento legado), mas, como são projetados para redes gerais, carecem de recursos críticos para a inteligência artificial e a computação de alto desempenho, como multicaminhos e configuração fácil. Os protocolos existentes também podem ser vulneráveis ​​em cenários relevantes. Com a rica experiência dos membros da UEC na implantação de inteligência artificial e em cargas de trabalho de computação de alto desempenho, a UEC fornecerá uma solução atraente e abrangente que traz novos produtos de hardware e software não disponíveis atualmente com Ethernet ou qualquer outra tecnologia de rede.

O que a UEC planeja fazer?

A UEC fornecerá uma arquitetura de pilha de comunicações completa aberta, interoperável e de alto desempenho baseada em Ethernet para atender às crescentes necessidades de rede de inteligência artificial em larga escala e computação de alto desempenho. Da camada física à camada de software, a UEC planeja fazer alterações em múltiplas camadas da pilha Ethernet. “Não se trata de revolucionar a Ethernet”, disse o presidente da UEC, Dr. J Metz. “Trata-se de ajustar a Ethernet para torná-la mais eficiente para cargas de trabalho com requisitos específicos de desempenho. Estamos analisando cada camada, desde a física até a de software, para encontrar as melhores maneiras de melhorar a eficiência e o desempenho em escala.” Metz observou que hoje não faltam padrões de rede e organizações para Ethernet e, embora o IEEE tenha assumido um papel importante, a UEC concentra-se em mais do que a camada de transporte físico na qual o IEEE normalmente se concentra. O objetivo da UEC é estudar todos os elementos necessários para melhorar a Ethernet e depois trabalhar com organizações de padronização e grupos técnicos relevantes para implementar essas melhorias. O Consórcio trabalhará para manter e promover a interoperabilidade Ethernet, minimizando ao mesmo tempo as alterações na pilha de comunicações. O objetivo técnico do UEC é desenvolver especificações, APIs e código-fonte para definir:

• Protocolos, características de sinais elétricos e ópticos, interfaces de programas aplicativos/estruturas de dados para comunicações Ethernet.

• Protocolos de transporte de rede em nível de link e ponta a ponta que estendem ou substituem protocolos de link e transporte existentes.

• Congestionamento, telemetria e mecanismos de sinalização em nível de link e de ponta a ponta são adequados para inteligência artificial, aprendizado de máquina e ambientes de computação de alto desempenho.

• Arquitetura de software, armazenamento, gerenciamento e segurança para oferecer suporte a uma variedade de cargas de trabalho e ambientes operacionais.

Transmissão RDMA vs. UEC

Para melhorar a Ethernet, a UEC propôs o protocolo de transmissão UEC. Metz disse que o transporte UEC está sendo desenvolvido para fornecer melhor transporte Ethernet do que o atual RDM (que ainda oferece suporte a RDMA), mantendo as vantagens da Ethernet/IP e, ao mesmo tempo, oferecendo o desempenho necessário para aplicações de IA e HPC. O transporte UEC é uma nova forma próxima à camada de transporte com algum ajuste semântico e protocolo de notificação de congestionamento e recursos de segurança aprimorados. O UEC fornecerá transporte mais flexível que não requer rede sem perdas, permitindo recursos como transporte de pacotes multicaminho e fora de ordem, necessários para cargas de trabalho de IA muitos para muitos. Protocolo de transmissão UEC:

• Uma especificação de protocolo aberto projetada desde o início para ser executada em IP e Ethernet

• Com transmissão multipath e spray de pacotes, utilizando totalmente a rede de IA sem causar congestionamento ou bloqueio de linha, sem a necessidade de algoritmos centralizados de balanceamento de carga e controladores de roteamento

• Mecanismo de gerenciamento de incast para controlar o fan-in no link final para o host de destino com perda mínima de pacotes

• Algoritmo de controle de taxa eficiente permite que a transmissão aumente rapidamente para a velocidade da linha sem incorrer na perda de desempenho de fluxos concorrentes

• API para entrega de pacotes fora de ordem com a opção de completar mensagens em ordem, maximizando a simultaneidade de rede e aplicativos e minimizando a latência das mensagens

• Rede futura escalável com suporte para 1,000,000 de endpoints

• Desempenho e utilização ideal da rede sem a necessidade de ajuste específico da rede e da carga de trabalho dos parâmetros do algoritmo de congestionamento

• Projetado para permitir o desempenho da taxa de transferência para 800G, 1.6T e futura Ethernet mais rápida em hardware comum

Principais benefícios da Ultra Ethernet para aplicações modernas

Para otimizar para mecanismos de busca e fornecer insights mais aprofundados, expandimos este artigo com uma seção dedicada aos benefícios da Ultra Ethernet. Essas vantagens tornam a Ultra Ethernet a escolha preferencial para organizações que estão construindo data centers de última geração.

1. Escalabilidade para implantações em larga escala: a Ultra Ethernet suporta redes com até 1,000,000 de endpoints, eliminando a necessidade de ajustes específicos de algoritmos de congestionamento para cada carga de trabalho. Essa escalabilidade é essencial para farms de treinamento de IA e clusters de HPC que manipulam petabytes de dados.
2. Métricas de desempenho aprimoradas: com recursos como baixa latência de cauda e alta densidade de largura de banda, a ultra Ethernet oferece taxa de transferência superior à Ethernet tradicional. Por exemplo, permite o processamento eficiente de velocidades Ethernet de 1.6T, reduzindo gargalos na inferência de IA em tempo real.
3. Custo-benefício e interoperabilidade: Ao se basear na infraestrutura Ethernet existente, a ultra Ethernet reduz os custos de implantação e, ao mesmo tempo, garante a compatibilidade com sistemas legados. Membros fundadores como AMD, Intel e Microsoft enfatizam sua abordagem de código aberto, fomentando a inovação sem dependência de fornecedores.
4. Segurança e confiabilidade aprimoradas: o Ultra Ethernet incorpora telemetria avançada para gerenciamento proativo de congestionamento, minimizando a perda de pacotes e melhorando a integridade dos dados em ambientes de missão crítica.

Esses benefícios posicionam a ultra ethernet como uma solução preparada para o futuro, impulsionando a adoção em computação em nuvem, aprendizado de máquina e pesquisa científica.

Ultra Ethernet vs. Tecnologias Concorrentes

Para melhor SEO e cobertura abrangente, adicionamos uma tabela de comparação para destacar como o Ultra Ethernet se compara a alternativas como InfiniBand e Ethernet padrão.

Característica	Ultra Ethernet (UEC)	InfiniBand	Ethernet padrão (RDMA/RoCE)
Suporte de largura de banda	Até 1.6T e além	Até 400G (HDR)	Até 400G
Latência	Baixa latência de cauda com multicaminho	Latência ultra baixa	Latência moderada
Escalabilidade	Mais de 1,000,000 pontos de extremidade	Alto, mas dependente de hardware	Limitado pelo congestionamento
Custo	Inferior (hardware de commodities)	Superior (hardware especializado)	Moderado
Interoperabilidade	Alto (padrões Ethernet abertos)	Moderado (proprietário)	Alta
Mais Adequada Para	IA/HPC com cargas de trabalho flexíveis	HPC com necessidades estritas de baixa latência	Rede de uso geral

Essa comparação ressalta por que a ultra ethernet está ganhando força como uma alternativa versátil para indústrias orientadas por IA.

O caminho a seguir para a UEC

Olhando para o futuro, espera-se que as cargas de trabalho e as necessidades de rede da IA e da computação de alto desempenho se sobreponham cada vez mais. Levando em consideração as diferentes sensibilidades à largura de banda e à latência, a especificação UEC fornecerá dois perfis – um otimizado para IA e outro otimizado para HPC.

Garantir a interoperabilidade através de testes de plug-in e testes de conformidade será um foco futuro, disse Uri Elzur, Presidente do Comitê Consultivo Técnico da UEC. O objetivo da UEC é garantir a sua abertura e interoperabilidade. O rascunho da especificação UEC será lançado em breve e estará aberto para uso.

Tendências futuras em Ultra Ethernet

Olhando para o futuro, a ultra Ethernet está pronta para moldar o cenário de redes. As tendências emergentes incluem:

• Integração com aceleradores de IA: parcerias com empresas como a NVIDIA podem incluir ultra Ethernet incorporada em clusters de GPU para treinamento mais rápido de modelos.
• Foco na sustentabilidade: Projetos com eficiência energética em ultra ethernet ajudarão a reduzir a pegada de carbono dos data centers.
• Adoção em Edge Computing: À medida que a IoT e o 5G se expandem, a ultra Ethernet pode permitir processamento de dados ultrarrápido na borda.

Essas tendências destacam o potencial de longo prazo da ultra Ethernet na transformação da infraestrutura digital.

Perguntas comuns sobre Ultra Ethernet

O que é Ultra Ethernet?
Ultra Ethernet refere-se à tecnologia Ethernet aprimorada desenvolvida pelo Ultra Ethernet Consortium (UEC), projetada para aplicações de IA e HPC de alto desempenho.

Como o ultra Ethernet melhora o Ethernet tradicional?
O Ultra Ethernet adiciona recursos como roteamento multicaminho e controle de congestionamento, permitindo melhor escalabilidade e desempenho para cargas de trabalho com muitos dados.

Quem são os principais membros do Ultra Ethernet Consortium?
Os membros fundadores incluem AMD, Arista, Broadcom, Cisco, Eviden, HPE, Intel, Meta e Microsoft.

O Ultra Ethernet é compatível com redes existentes?
Sim, o ultra Ethernet mantém a interoperabilidade com o Ethernet padrão, minimizando alterações nas pilhas existentes.

Quando as especificações Ultra Ethernet estarão disponíveis?
As especificações preliminares são esperadas em breve, com desenvolvimento contínuo para perfis de IA e HPC.