Comparaison des réseaux HPC: InfiniBand contre Ethernet

La date:12 novembre 2023

La poursuite incessante de l'exascale et des charges de travail complexes de l'IA a poussé l'infrastructure de calcul haute performance (HPC) à ses limites.Au cœur de cette évolution se trouve une décision architecturale critiqueLe débat sur lesInfiniBand contre Ethernetest essentiel à la conception d'unRéseaux HPCL'acquisition par NVIDIA deMéthode de traitement, leader dans les interconnexions hautes performances, cette concurrence s'est intensifiée, stimulant l'innovation et les comparaisons convaincantes basées sur les données pour les entreprises et les clients de la recherche.

La performance brute est le principal différenciateur. InfiniBand, conçu explicitement pour les environnements de centres de données à faible latence et à haut débit, présente un avantage significatif.

• La latence:InfiniBand fournit constamment une latence de bout en bout inférieure à 600 nanosecondes, ce qui est essentiel pour la communication MPI (Message Passing Interface) dans les simulations étroitement couplées.même avec RoCE (RDMA sur Ethernet convergé), fonctionne généralement dans la gamme des microsecondes (> 1,2 μs), introduisant des goulets d'étranglement dans les charges de travail parallèles.
• Le débit:Bien que les deux technologies offrent des solutions 200G et 400G, le contrôle de la congestion et le routage adaptatif d'InfiniBand assurent une utilisation plus cohérente et efficace de la bande passante,maximiser les performances des applications.

Pour les applications où le délai de résolution est primordial, comme la modélisation climatique ou le séquençage génomique, cet écart de performance se traduit directement par une accélération de la recherche.

Au-delà des métriques de base, l'architecture d'InfiniBand introduit des fonctionnalités de changement de paradigme que l'Ethernet a du mal à faire correspondre.

• SHARP (Protocole d'agrégation et de réduction hiérarchique évolutive):Cette caractéristique révolutionnaire deMéthode de traitementLes commutateurs InfiniBand effectuent des opérations arithmétiques (comme les réductions MPI) dans le tissu du réseau, déchargeant cette tâche du processeur.une fonctionnalité indisponible dans l'Ethernet standard.
• Contrôle des embouteillages:Le routage adaptatif intégré d'InfiniBand gère dynamiquement le trafic pour éviter les hotspots.qui peuvent être moins efficaces et nécessiter un réglage complexe.

La prédominance d'Ethernet dans les centres de données à usage général présente un argument convaincant basé sur la familiarité et l'écosystème.

• Ubiquité et compétences:L'Ethernet est universellement compris et un vaste groupe d'ingénieurs réseau connaît sa gestion et son dépannage.
• La convergence:Un seul tissu Ethernet peut potentiellement transporter le trafic de stockage, de données et de gestion, simplifiant ainsi l'architecture du réseau.Cette convergence nécessite souvent des politiques QoS complexes pour protéger les performances sensiblesRéseaux HPCle trafic.
• Coût:Historiquement, les composants Ethernet avaient un prix inférieur. the gap has narrowed significantly with the introduction of high-speed Ethernet and the total cost of ownership (TCO) considering performance-per-watt and performance-per-dollar often favors InfiniBand for dedicated HPC clusters.

Le choix entre InfiniBand et Ethernet n'est pas une question de savoir lequel est universellement meilleur, mais lequel est optimal pour la charge de travail spécifique.Réseaux HPCEnvironnements où l'objectif principal est d'obtenir le temps de résolution le plus rapide pour les calculs complexesMéthode de traitementLes capacités informatiques avancées du réseau et son efficacité supérieure offrent un retour sur investissement tangible pour la recherche et les entreprises axées sur l'IA.,pour les environnements ou les clusters à charge de travail mixte où les performances extrêmes sont moins critiques, l'Ethernet haut débit offre une alternative familière et efficace.