Εφαρμογή λύσεων NVIDIA Switch: Τμηματοποίηση και Υψηλή Διαθεσιμότητα από την Πρόσβαση στον Πυρήνα

Η εφαρμογή λύσεων μεταγωγής NVIDIA σε σύγχρονα κέντρα δεδομένων AI απαιτεί προσεκτικό αρχιτεκτονικό σχεδιασμό σε όλα τα τμήματα του δικτύου. Από τη συνδεσιμότητα του επιπέδου πρόσβασης έως τη διανομή πυρήνα, κάθε τμήμα παρουσιάζει μοναδικές προκλήσεις για τη διατήρηση της υψηλής διαθεσιμότητας και της βέλτιστης απόδοσης σε απαιτητικούς φόρτους εργασίας AI.

Το επίπεδο πρόσβασης χρησιμεύει ως το κρίσιμο σημείο εισόδου για διακομιστές και συστήματα αποθήκευσης στο ύφασμα του κέντρου δεδομένων AI. Οι διακόπτες Spectrum Ethernet της NVIDIA παρέχουν τη βάση για συνδεσιμότητα διακομιστή, παρέχοντας τα βασικά χαρακτηριστικά χαμηλής καθυστέρησης που απαιτούν τα συμπλέγματα AI.

Τα βασικά ζητήματα του επιπέδου πρόσβασης περιλαμβάνουν:

• Απαιτήσεις πυκνότητας θύρας για rack server GPU
• Αναλογίες υπερσυνδρομής κατάλληλες για μοτίβα κυκλοφορίας AI
• Μοντέλα ανάπτυξης σε κλίμακα rack για αρθρωτή ανάπτυξη
• Αυτοματοποιημένη παροχή για γρήγορη επεκτασιμότητα

Ο σωστός σχεδιασμός του επιπέδου πρόσβασης διασφαλίζει ότι οι μεμονωμένες συνδέσεις διακομιστή δεν γίνονται εμπόδια στις κατανεμημένες λειτουργίες εκπαίδευσης, διατηρώντας σταθερή δικτύωση υψηλής απόδοσης σε ολόκληρο το σύμπλεγμα AI.

Καθώς η κυκλοφορία μετακινείται από το επίπεδο πρόσβασης προς τον πυρήνα, οι διακόπτες συγκέντρωσης πρέπει να χειρίζονται μαζικά μοτίβα κυκλοφορίας ανατολής-δύσης που είναι χαρακτηριστικά του φόρτου εργασίας τεχνητής νοημοσύνης. Οι διακόπτες υψηλής ακτίνας της NVIDIA υπερέχουν σε αυτόν τον ρόλο, ελαχιστοποιώντας το πλήθος hop και διατηρώντας χαμηλή καθυστέρηση σε όλο το ύφασμα.

Οι στρατηγικές τμηματοποίησης για κέντρα δεδομένων AI διαφέρουν σημαντικά από τα παραδοσιακά εταιρικά δίκτυα. Αντί να τμηματοποιούνται ανά τμήμα ή εφαρμογή, τα συμπλέγματα τεχνητής νοημοσύνης συχνά τμηματοποιούνται κατά:

• Τομείς εργασίας εκπαίδευσης
• Απομόνωση ενοικιαστών σε περιβάλλοντα πολλών ενοικιαστών
• Ανάπτυξη vs περιβάλλοντα παραγωγής
• Ταξινομήσεις ευαισθησίας δεδομένων

Η υψηλή διαθεσιμότητα σε περιβάλλοντα μεταγωγής NVIDIA εκτείνεται πέρα ​​από τον απλό πλεονασμό υλικού. Η αρχιτεκτονική ενσωματώνει πολλαπλά επίπεδα ανοχής σφαλμάτων για να διασφαλίσει τη συνεχή λειτουργία κρίσιμων εργασιών εκπαίδευσης τεχνητής νοημοσύνης που μπορεί να εκτελούνται για ημέρες ή εβδομάδες.

Τα βασικά χαρακτηριστικά υψηλής διαθεσιμότητας περιλαμβάνουν:

• Ομάδες συγκέντρωσης συνδέσμων πολλαπλών πλαισίου (MLAG) για ενεργές-ενεργές ανοδικές συνδέσεις
• Hitless failover κατά τις αναβαθμίσεις συστήματος
• Χαριτωμένος χειρισμός αστοχιών εξαρτημάτων χωρίς να επηρεάζονται οι ροές κυκλοφορίας
• Αυτοματοποιημένη αποκατάσταση κοινών σεναρίων αστοχίας

Οι εγκαταστάσεις εκπαίδευσης τεχνητής νοημοσύνης μεγάλης κλίμακας έχουν αποδείξει την αποτελεσματικότητα της τμηματοποιημένης προσέγγισης της NVIDIA. Μία υλοποίηση που συνδέει περισσότερες από 10.000 GPU πέτυχε 95% χρήση σε όλο το σύμπλεγμα μέσω προσεκτικής τμηματοποίησης και σχεδιασμού υψηλής διαθεσιμότητας.

Η ανάπτυξη χρησιμοποίησε διακόπτες NVIDIA Spectrum-3 στο επίπεδο πρόσβασης με συστήματα Spectrum-4 που σχηματίζουν τα επίπεδα συγκέντρωσης και πυρήνα. Αυτός ο ιεραρχικός σχεδιασμός παρείχε την απαραίτητη κλίμακα διατηρώντας παράλληλα την επικοινωνία χαμηλής καθυστέρησης που είναι απαραίτητη για την κατανεμημένη απόδοση της εκπαίδευσης.

Ένα άλλο επιχειρηματικό κέντρο δεδομένων τεχνητής νοημοσύνης εφάρμοσε ένα μοντέλο τμηματοποίησης πολλαπλών επιπέδων που διαχώριζε τα περιβάλλοντα έρευνας, ανάπτυξης και παραγωγής διατηρώντας παράλληλα την κοινή πρόσβαση σε πόρους αποθήκευσης και δεδομένων. Αυτή η προσέγγιση εξισορρόπησε τις απαιτήσεις ασφάλειας με τη λειτουργική αποτελεσματικότητα.

Η αποτελεσματική διαχείριση τμηματοποιημένων περιβαλλόντων μεταγωγής NVIDIA απαιτεί ολοκληρωμένη ορατότητα σε όλα τα επίπεδα δικτύου. Οι λύσεις NetQ και Cumulus Linux της NVIDIA παρέχουν τα λειτουργικά εργαλεία που απαιτούνται για τη διατήρηση σύνθετων τμηματοποιημένων αρχιτεκτονικών.

Οι βασικές επιχειρησιακές εκτιμήσεις περιλαμβάνουν:

• Ενοποιημένη διαχείριση σε όλα τα τμήματα μεταγωγής
• Συνεπής επιβολή πολιτικής σε όλο τον ιστό
• Αυτοματοποιημένη επικύρωση διαμόρφωσης
• Ολοκληρωμένη παρακολούθηση και ειδοποίηση

Η επιτυχής εφαρμογή των λύσεων μεταγωγής NVIDIA από την πρόσβαση στον πυρήνα απαιτεί εξισορρόπηση των απαιτήσεων απόδοσης με τη λειτουργική πρακτικότητα. Η τμηματοποιημένη προσέγγιση, σε συνδυασμό με ισχυρά χαρακτηριστικά υψηλής διαθεσιμότητας, δημιουργεί ένα θεμέλιο που υποστηρίζει τόσο τον τρέχοντα φόρτο εργασίας της τεχνητής νοημοσύνης όσο και τις μελλοντικές ανάγκες επεκτασιμότητας.