Δίκτυα υψηλής απόδοσης για ακαδημαϊκή έρευνα: σενάρια εφαρμογής για το ConnectX-7

Προηγούμενο: Η νέα εποχή της εντατικής δεδομένων ακαδημαϊκής έρευνας

Το τοπίο τηςακαδημαϊκή έρευναΟι επιστήμες που αφορούν τη γονιδιωματική και τη φυσική των σωματιδίων, την επιστήμη του κλίματος και την τεχνητή νοημοσύνη βασίζονται πλέον σε δεδομένα.Υψηλής ΚρισιμότηταςΤα clusters (υψηλής απόδοσης υπολογιστών), τα οποία αποτελούν τη ραχοκοκαλιά αυτής της έρευνας, δεν αφορούν πλέον μόνο τις πρώτες υπολογιστικές αποτυχίες.Πρόκειται για τη μετακίνηση και επεξεργασία τεράστιων συνόλων δεδομένων σε πρωτοφανείς ταχύτητες.Το δίκτυο έχει γίνει το κρίσιμο κεντρικό νευρικό σύστημα, και η απόδοσή του υπαγορεύει άμεσα το χρόνο ανακάλυψης και την αποτελεσματικότητα της έρευνας.

Η πρόκληση: Μειονεκτήματα του δικτύου που εμποδίζουν την καινοτομία

Τα ερευνητικά ιδρύματα αντιμετωπίζουν σημαντικά τεχνικά προβλήματα που μπορούν να καθυστερήσουν σημαντικά έργα και να αυξήσουν το κόστος:

• Σπάνιες δυσκολίες στην εκπαίδευση της τεχνητής νοημοσύνης:Η κατανεμημένη εκπαίδευση σε εκατοντάδες GPU παρεμποδίζεται από τον αργό συγχρονισμό βάρους, αφήνοντας τους ακριβούς επιταχυντές αδρανείς και σπαταλώντας κύκλους υπολογισμού.
• Συγκρίσεις ευαισθησίας σε αργία:Μεγάλης κλίμακας αριθμητικές προσομοιώσεις στη δυναμική των υγρών ή τη μοριακή μοντελοποίηση απαιτούν εκατομμύρια μηνύματα που διαβιβάζονται μεταξύ των κόμβων.
• Αγορά δεδομένων και απόδοση:Τα εργαλεία όπως τα μικροσκόπια και οι δορυφορικές συστοιχίες παράγουν τεραβάιτ δεδομένων την ώρα.που οδηγεί σε πιθανή απώλεια δεδομένων ή μειονεκτήματα αποθήκευσης.
• Πολλαπλή ενοικίαση και ασφάλεια:Οι κοινές ερευνητικές ομάδες απαιτούν ασφαλή, απομονωμένα περιβάλλοντα για διαφορετικές ερευνητικές ομάδες χωρίς να θυσιάζονται οι επιδόσεις του δικτύου.

Αυτές οι προκλήσεις απαιτούν μια λύση δικτύωσης που δεν είναι μόνο ταχύτερη, αλλά και πιο έξυπνη.

Η λύση: Η τεχνολογία Mellanox ConnectX-7 SmartNIC

Η NVIDIAMellanox ConnectX-7Οι προσαρμογείς Ethernet 400Gb/s και NDR InfiniBand είναι ειδικά σχεδιασμένοι για να ξεπεράσουν αυτά τα ερευνητικά εμπόδια.έξυπνη πλατφόρμα υπολογιστών.

Βασικά τεχνολογικά πλεονεκτήματα για την HPC και την έρευνα:

• Υψηλό εύρος ζώνης:Το 400 Gb/s χωρητικότητα ανά θύρα εξασφαλίζει ότι τα δεδομένα από τα πιο απαιτητικά όργανα και συστήματα αποθήκευσης ρέουν χωρίς παρεμπόδιση.
• Εγκαταστάσεις που βασίζονται σε υλικό:ΗMellanox ConnectX-7Αποφορτώνει κρίσιμες λειτουργίες όπως MPI (Message Passing Interface) συλλογικές, NVMe over Fabrics (NVMe-oF) και κρυπτογράφηση (IPsec / TLS) από τον host CPU.Αυτό απελευθερώνει πολύτιμους πυρήνες διακομιστή για να επικεντρωθεί 100% στην ίδια την εφαρμογή έρευνας.
• Μεταβαλλόμενες διασύνδεσεις:Η απρόσκοπτη υποστήριξη τόσο για υφάσματα υψηλής απόδοσης Ethernet όσο και για υφάσματα InfiniBand με εξαιρετικά χαμηλή καθυστέρηση επιτρέπει στα ιδρύματα να επιλέξουν το βέλτιστο υφάσμα για τις συγκεκριμένες ανάγκες τους.Υψηλής Κρισιμότηταςκαι φορτία εργασίας AI.
• Προηγμένη προγραμματιστικότητα:Οι ενσωματωμένοι πυρήνες ARM παρέχουν την ευελιξία για την προσαρμογή των αγωγών επεξεργασίας δεδομένων και την εφαρμογή νέων πρωτοκόλλων απευθείας στην NIC, εξασφαλίζοντας την υποδομή μελλοντικής προστασίας.

Μετρήσιμα αποτελέσματα: Αύξηση της απόδοσης, της καθυστέρησης και της αποτελεσματικότητας

Εφαρμογή τουMellanox ConnectX-7σε ερευνητικό υπολογιστικό περιβάλλον παρέχει άμεσα και μετρήσιμα οφέλη, τα οποία επηρεάζουν άμεσα τα αποτελέσματα της έρευνας και τα λειτουργικά έξοδα.

Πίνακας: Παραδείγματα μετρήσεων απόδοσης που παρατηρήθηκαν σε περιβάλλον ερευνητικού ομίλου μετά την αναβάθμιση σε προσαρμογείς ConnectX-7.

Συμπέρασμα: Επιτάχυνση του ρυθμού της ανακάλυψης

Για τα ερευνητικά ιδρύματα, η επένδυση σε μια πρωτοποριακή υποδομή δικτύου δεν είναι πλέον προαιρετική, αλλά μια στρατηγική ανάγκη για να παραμείνουν ανταγωνιστικά.Mellanox ConnectX-7Η piρόσβαση σε piαροχή piληροφοριών και piαροχή piληροφοριών piου αpiοτελούν piροτεραιότητα για την piρόσβαση σε piληροφορίες και piληροφορίες piου piροβλέpiουν την piρόσβαση σε piληροφορίες και piληροφορίες piου αpiοτελούν piρόσβαση σε piληροφορίες και piληροφορίες piου αpiοτελούν piρόσβαση σε piληροφορίες και piληροφορίες piου piροβλέpiουν την piρόσβαση σε piληροφορίες και piληροφορίες piου piροβλέpiουν την piρόσβαση σε piληροφορίες και piληροφορίες.Μεγιστοποιεί την απόδοση επένδυσης για δαπανηρούς πόρους υπολογιστών και αποθήκευσης, επιταχύνει τον χρόνο ανακάλυψης και προωθεί ένα συνεργατικό περιβάλλον πλούσιο σε δεδομένα γιαακαδημαϊκή έρευνα.