NVIDIA Mellanox MCX653105A-HDAT Server Adapter Τεχνική λύση: RDMA/RoCE Μεταφορά χαμηλής καθυστέρησης για μεγιστοποιημένο διακομιστή

Τα σύγχρονα κέντρα δεδομένων βρίσκονται υπό πρωτοφανή πίεση να παρέχουν ταχύτερες πληροφορίες από τεράστια σύνολα δεδομένων.ή πλατφόρμες συναλλαγών υψηλής συχνότητας, η υποκείμενη υποδομή δικτύου συχνά γίνεται το κύριο εμπόδιο επιδόσεων.Η παραδοσιακή δικτύωση που βασίζεται στο TCP/IP επιβάλλει σημαντικά έξοδα CPU λόγω επεξεργασίας πυρήνα και αντιγραφής δεδομένωνΚαθώς ο αριθμός των πυρήνων του CPU αυξάνεται και η αποθήκευση NVMe γίνεται πανταχού παρούσα, το δίκτυο πρέπει να εξελιχθεί για να υποστηρίξει άμεσα,Μεταφορά δεδομένων υψηλής ταχύτητας χωρίς φορολόγηση των επεξεργαστών υποδοχής.

Η απαίτηση είναι ξεκάθαρη: οι αρχιτέκτονες χρειάζονται μια λύση δικτύου που να υποστηρίζει Remote Direct Memory Access (RDMA) για να παρακάμψει τον πυρήνα του λειτουργικού συστήματος,που επιτρέπουν την άμεση μεταφορά δεδομένων μεταξύ μνήμης διακομιστή και αποθήκευσης ή άλλων διακομιστώνΤο RDMA πάνω από το Converged Ethernet (RoCE) έχει αναδειχθεί ως το κορυφαίο πρότυπο, παρέχοντας καθυστέρηση κατηγορίας InfiniBand στην τυποποιημένη υποδομή Ethernet.迈络思 ((NVIDIA Mellanox) MCX653105A-HDATο προσαρμογός διακομιστή είναι ειδικά κατασκευασμένος για να ανταποκρίνεται στις απαιτήσεις αυτές, παρέχοντας το βασικό υλικό για μια υψηλής απόδοσης,χωρίς απώλειες υλικό RoCE που μεγιστοποιεί την απόδοση του διακομιστή και ελαχιστοποιεί την καθυστέρηση εφαρμογής.

Η προτεινόμενη αρχιτεκτονική επικεντρώνεται σε ένα μη αποκλειστικό υλικό Ethernet, σχεδιασμένο για να υποστηρίζει την κίνηση RoCEv2.Αυτή η τοπολογία εξασφαλίζει συνδεσιμότητα από οποιονδήποτε σε οποιονδήποτε με προβλέψιμη χαμηλή καθυστέρηση και υψηλό εύρος ζώνηςΟι βασικές σκέψεις σχεδιασμού περιλαμβάνουν:

• Διαμόρφωση υφάσματος χωρίς απώλειες:Για να επιτραπεί η RoCE, το δίκτυο πρέπει να είναι χωρίς απώλειες.που αποτρέπει τις πτώσεις πακέτων για κίνηση RDMA υψηλής προτεραιότητας με τη διακοπή ροών χαμηλότερης προτεραιότητας όταν εμφανίζεται συμφόρηση.
• Διαχείριση συμφόρησης:Ενημέρωση ρητής συμφόρησης (ECN) σημειώνει πακέτα για να υποδείξει συμφόρηση στα τελικά σημεία, επιτρέποντας τηνMCX653105A-HDATπροσαρμογείς για τη μείωση των ταχυτήτων μετάδοσης πριν από την εμφάνιση υπερβολικού όγκου του αποθέτη.
• Σχεδιασμός φύλλων και σπονδυλικής στήλης:Κάθε διακομιστής συνδέεται με έναν διακόπτη φύλλου με 100GbE. Οι διακόπτες φύλλου συνδέονται στη συνέχεια με πολλαπλούς διακόπτες σπονδυλικής στήλης, παρέχοντας πλήρες διμερές εύρος ζώνης.Αυτή η αρχιτεκτονική κλιμακώνεται γραμμικά καθώς προστίθενται περισσότερα ράφια.
• Τμήματα αποθήκευσης και υπολογισμού:Το υλικό υποστηρίζει τόσο την κίνηση αποθήκευσης NVMe-oF όσο και την επικοινωνία μεταξύ διακομιστών για κατανεμημένες εφαρμογές, χρησιμοποιώντας όλες την ίδια υποδομή RoCE.

Μέσα σε αυτή την αρχιτεκτονική, ηNVIDIA Mellanox MCX653105A-HDATχρησιμεύει ως το κρίσιμο τελικό σημείο, επιτρέποντας στους διακομιστές να συμμετέχουν πλήρως στον ιστό RDMA ενώ αποφορτίζουν τις εργασίες δικτύωσης από την CPU.

ΗMCX653105A-HDATείναι ένας προσαρμογός διπλής θύρας 100Gb / s βασισμένος στην αρχιτεκτονική NVIDIA Mellanox ConnectX-6. Είναι ο ακρογωνιαίος λίθος της προτεινόμενης λύσης RDMA / RoCE, προσφέροντας αρκετές βασικές δυνατότητες:

• Εγκατάσταση RoCE βασισμένη σε υλικό:Ο προσαρμογός χειρίζεται όλες τις λειτουργίες μεταφοράς RDMA στο υλικό, συμπεριλαμβανομένης της ενσωμάτωσης πακέτων, της αξιοπιστίας και του ελέγχου συμφόρησης.συμβάλλουν άμεσα στη βελτίωση της απόδοσης των διακομιστών.
• Υποστήριξη PCIe Gen3/Gen4:Με υποστήριξη έως και PCIe 4.0 x16, ηΠίνακας προσαρμογής MCX653105A-HDAT Ethernetπαρέχει επαρκές εύρος ζώνης υποδοχής για την επίτευξη συντελεστή γραμμής 100Gb / s και στις δύο θύρες ταυτόχρονα, απαραίτητο για απαιτητικά NVMe-oF και HPC φορτία εργασίας.
• Προχωρημένη Εικονικοποίηση:Η επιτάχυνση SR-IOV και VirtIO επιτρέπει στον προσαρμογέα να παρέχει σχεδόν εγγενή απόδοση σε εικονικισμένα φορτία εργασίας, καθιστώντας τον κατάλληλο για περιβάλλοντα cloud και NFV.
• Προγραμματιζόμενος αγωγός:Ο ευέλικτος αναλυτής επιτρέπει την προσαρμοσμένη επεξεργασία πακέτων και την εκφόρτωση νέων πρωτοκόλλων χωρίς αναβαθμίσεις υλικού, εξασφαλίζοντας την επένδυση στο μέλλον.

Σύμφωνα με τον αξιωματούχοΕιδικές προδιαγραφές MCX653105A-HDAT, ο προσαρμογός υποστηρίζει επίσης κρυπτογράφηση σε γραμμή με βάση το υλικό και διαχείριση κλειδιών, παρέχοντας ασφαλή RDMA χωρίς υποβάθμιση της απόδοσης.Αυτό είναι ιδιαίτερα κρίσιμο για τις χρηματοπιστωτικές υπηρεσίες και τις αναπτύξεις cloud πολλών ενοικιαστών όπου η απομόνωση και η κρυπτογράφηση των δεδομένων είναι υποχρεωτικές..

Συνιστάται μια σταδιακή προσέγγιση ανάπτυξης για την ελαχιστοποίηση του κινδύνου και τη διασφάλιση βέλτιστης απόδοσης:

• Φάση 1 Πιλοτική ομάδα:ΕφαρμογήMCX653105A-HDAT ConnectX προσαρμογέα κάρτα δικτύου PCIeΗ διαμόρφωση των διακόπτες φύλλου για να ενεργοποιήσετε PFC και ECN στις θύρες που συνδέονται με αυτούς τους διακομιστές.Επικυρώστε τη λειτουργικότητα RDMA χρησιμοποιώντας εργαλεία αναφοράς όπως το perftest.
• Φάση 2 ∆ενσωμάτωση δικτύου αποθήκευσης:Επεκτείνετε την ανάπτυξη σε όλους τους κόμβους αποθήκευσης.Συμφωνία MCX653105A-HDATΗ φυσική φύση με το βασικό λογισμικό αποθήκευσης εξασφαλίζει μια ομαλή μετάβαση.
• Φάση 3: Πλήρης ανάπτυξη της παραγωγής:Χρησιμοποιήστε τοΛύση κάρτας προσαρμογέα Ethernet MCX653105A-HDATΕνεργοποιήστε RDMA για κατανεμημένες εφαρμογές όπως Spark, TensorFlow και βάσεις δεδομένων σε μνήμη.

Για την κλιμάκωση, βεβαιωθείτε ότι το ύφασμα της σπονδυλικής στήλης είναι υπερβολικά προετοιμασμένο για να χειριστεί την αιχμηρή κυκλοφορία.MCX653105A-HDAT προς πώλησηστην ανάπτυξη σας μεγαλώνει, αξιοποιήστε τον Unified Fabric Manager (UFM) της NVIDIA για αυτοματοποιημένη βελτιστοποίηση υφασμάτων και παρακολούθηση της υγείας.

Η διατήρηση ενός υφάσματος RoCE υψηλών επιδόσεων απαιτεί προληπτική παρακολούθηση και προσαρμογή:

• Εργαλεία παρακολούθησηςΧρησιμοποιήστε το Mellanox NEO και το UFM για την παρακολούθηση της υγείας των υφασμάτων, την παρακολούθηση των πλαισίων παύσης PFC και τον εντοπισμό των σημείων έντασης.Δελτίο δεδομένων MCX653105A-HDATπαρέχει λεπτομερείς πληροφορίες για τους αντισυμβαλλόμενους που είναι διαθέσιμες μέσω τυποποιημένων εργαλείων όπως το ethtool.
• Εναρμόνιση επιδόσεων:Ο προσαρμογός διαθέτει προηγμένα χαρακτηριστικά, όπως η δυναμική διακοπή του διακόπτη (DIM).Μπορεί να ρυθμίσει αυτόματα με βάση τα πρότυπα κυκλοφορίας.
• Επεξεργασία προβλημάτων:Συνηθισμένα προβλήματα περιλαμβάνουν τις καταιγίδες PFC λόγω λανθασμένης διαμόρφωσης QoS ή εξάντλησης αποθηκευτικού αποθέματος.MCX653105A-HDAT τιμήαπό άποψη επιδόσεων δικαιολογείται από τακτικές δοκιμές επικύρωσης.
• Ενημερώσεις λογισμικού και οδηγού:Διατηρήστε το firmware του προσαρμογέα και το στοίχημα οδηγών NVIDIA ενημερωμένο για να επωφεληθείτε από τις τελευταίες βελτιστοποιήσεις και διορθώσεις σφαλμάτων.Πίνακας προσαρμογής MCX653105A-HDAT Ethernetυποστηρίζει firmware αναβαθμιζόμενο στο πεδίο για απρόσκοπτες ενημερώσεις.

ΗNVIDIA Mellanox MCX653105A-HDATΗ λειτουργία του προσαρμογέα διακομιστή παρέχει μια ισχυρή, υψηλής απόδοσης βάση για τις σύγχρονες αρχιτεκτονικές κέντρων δεδομένων που απαιτούν χαμηλή καθυστέρηση και υψηλή απόδοση.απευθύνεται απευθείας στο CPU overhead bottleneckΗ λύση που περιγράφεται εδώ προσφέρει ένα σαφές μονοπάτι για μια κλιμακώσιμη,Υφάσματα Ethernet χωρίς απώλειες, ικανά να υποστηρίζουν τα πιο απαιτητικά φορτία εργασίαςΓια τους αρχιτέκτονες που αναζητούν μια υποδομή δικτύου μελλοντικής προστασίας, τοMCX653105A-HDATαντιπροσωπεύει ένα κρίσιμο δομικό στοιχείο που παρέχει τόσο άμεσα κέρδη απόδοσης όσο και μακροπρόθεσμη αξία.