Mellanox (NVIDIA) MCX556A-ECAT Server Network Adapter στην πράξη: Διαβίβαση χαμηλής καθυστέρησης RDMA/RoCE και Server

Στη σημερινή εποχή της έκρηξης δεδομένων, τα κέντρα δεδομένων των επιχειρήσεων αντιμετωπίζουν πρωτοφανείς προκλήσεις: πώς να επιτύχουν ταχύτερες ταχύτητες μετάδοσης και υψηλότερη απόδοση διακομιστή, εξασφαλίζοντας παράλληλα τη συνέπεια των δεδομένων.Ιδιαίτερα σε σενάρια όπως η χρηματοοικονομική διαπραγμάτευση, ανάλυση υψηλής συχνότητας και κατανεμημένη αποθήκευση μεγάλης κλίμακας, η καθυστέρηση που εισάγεται από την παραδοσιακή στοίβα πρωτοκόλλου TCP/IP έχει γίνει ένα βασικό μπουκάλιο που περιορίζει την ανάπτυξη των επιχειρήσεων.Αυτό το άρθρο ερευνά μια τυπική περίπτωση εφαρμογής βασισμένη στον προσαρμογέα δικτύου διακομιστή Mellanox (NVIDIA) MCX556A-ECAT, δείχνοντας πώς αναδιαμορφώνει την αρχιτεκτονική μετάδοσης χαμηλής καθυστέρησης μέσω της τεχνολογίας RDMA/RoCE.

Μια μεγάλη επιχείρηση διαδικτύου (εφεξής "η επιχείρηση") είχε βασικές δραστηριότητες που περιλάμβαναν ανάλυση ελέγχου κινδύνου σε πραγματικό χρόνο και μαζική επεξεργασία αρχείων καταγραφής.Η αρχική αρχιτεκτονική δικτύου κέντρου δεδομένων χρησιμοποίησε πρότυπα NIC 25GbE με το πρωτόκολλο TCP/IPΚαθώς ο όγκος των επιχειρήσεων αυξήθηκε, οι CPU απασχολήθηκαν συχνά από εργασίες επεξεργασίας πακέτων δικτύου, γεγονός που οδήγησε σε σημαντική αύξηση της καθυστέρησης απάντησης των εφαρμογών,και η απόδοση των διακομιστών παρέμεινε κολλημένη κάτω από τα επίπεδα του κόλπου για παρατεταμένες περιόδουςΤαυτόχρονα, η καθυστέρηση ανταλλαγής δεδομένων μεταξύ του συστάματος αποθήκευσης και των κόμβων υπολογισμού ήταν υψηλή έως και αρκετές εκατοντάδες μικροδευτερόλεπτα, επηρεάζοντας σοβαρά την αποτελεσματικότητα εκπαίδευσης των μοντέλων τεχνητής νοημοσύνης.Η επιχείρηση χρειαζόταν επειγόντως μια λύση δικτύου ικανή για χαμηλή καθυστέρηση και χαμηλή χρησιμοποίηση CPU για να υποστηρίξει τις εφαρμογές επόμενης γενιάς με έντονη χρήση δεδομένων.

Κατά τη διάρκεια της έρευνάς τους, η τεχνική ομάδα εντόπισε την τεχνολογία RDMA (Remote Direct Memory Access) ως το κλειδί για την επίλυση του προβλήματος.Οι παραδοσιακές λύσεις InfiniBand ήταν δαπανηρές και δύσκολο να ενσωματωθούν με το υπάρχον περιβάλλον Ethernet της επιχείρησηςΩς εκ τούτου, η εξεύρεση μιας υψηλής απόδοσης NIC που θα μπορούσε να υποστηρίξει τέλεια το RoCE (RDMA πάνω στο Converged Ethernet) έγινε η βασική απαίτηση του έργου.

Μετά από αυστηρές δοκιμές και αξιολόγηση, η επιχείρηση επέλεξε τελικά το Mellanox (NVIDIA) MCX556A-ECAT ως βασικό στοιχείο για την αναβάθμιση του δικτύου της.Αυτή η κάρτα δικτύου NVIDIA Mellanox MCX556A-ECAT, βασισμένο στην αρχιτεκτονική ConnectX-5, υποστηρίζει εγγενώς την τεχνολογία RoCE v2, επιτρέποντας τη λειτουργία RDMA πάνω από την τυπική υποδομή Ethernet και ισορροπώντας τέλεια την απόδοση και το κόστος.Η ομάδα ανάπτυξης εγκατέστησε αυτή την κάρτα προσαρμοστή Ethernet MCX556A-ECAT σε βασικούς κόμβους υπολογισμού και αποθήκευσης, συνδέοντας τα με τους υφιστάμενους διακόπτες 100GbE.

Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας ανάπτυξης, οι μηχανικοί χρησιμοποίησαν πλήρως τις λειτουργίες έξυπνης εκφόρτωσης αυτής της κάρτας δικτύου PCIe MCX556A-ECAT ConnectX.Ενεργοποιώντας QoS (Παραδοσιακή ποιότητα) και PFC (Προτεραιότητα ελέγχου ροής), διασφάλιζαν εγγύηση χαμηλής καθυστέρησης για την κυκλοφορία RoCE ακόμη και κατά τη διάρκεια της συμφόρησης του δικτύου.επιτρέποντάς τους να επωφελούνται από τα κέρδη απόδοση RDMA χωρίς καμία τροποποίηση κώδικα.

Μετά την ανάπτυξη, η απόδοση του δικτύου της επιχείρησης σημείωσε ποιοτικό άλμα.Η καθυστέρηση πρόσβασης δεδομένων μεταξύ των κόμβων αποθήκευσης και υπολογισμού μειώθηκε από 200 μικροδευτερόλεπτα σε λιγότερο από 5 μικροδευτερόλεπταΔεύτερον, χάρη στις ισχυρές δυνατότητες εκφόρτωσης υλικού του MCX556A-ECAT,Το CPU overhead για την επεξεργασία πρωτοκόλλου δικτύου μειώθηκε κατά περισσότερο από 90%Οι απελευθερωμένοι πόροι υπολογιστών ανακατατάχθηκαν στις βασικές επιχειρηματικές εφαρμογές, με αποτέλεσμα τη συνολική αύξηση της απόδοσης του διακομιστή κατά σχεδόν τρεις φορές.

Σύμφωνα με τις λεπτομερείς προδιαγραφές MCX556A-ECAT και τα πραγματικά δεδομένα παρακολούθησης, το NIC απέδειξε εξαιρετική απόδοση κατά την επεξεργασία υψηλής ταυτόχρονης ροής μικρών πακέτων δεδομένων,επίτευξη μεταφοράς με ταχύτητα καλωδίου χωρίς απώλεια πακέτωνΗ τεχνική επικεφαλής δήλωσε: "Μετά την εισαγωγή του MCX556A-ECAT, το MCX556A-ECAT είναι ένα πολύ ευέλικτο μέσο για την εκτίμηση των κινδύνων.Το εμπόδιο στο δίκτυο μας εξαλείφθηκε εντελώς.Για άλλες επιχειρήσεις που αναζητούν μια λύση συμβατή με το MCX556A-ECATΑυτή η περίπτωση παρέχει πολύτιμη αναφορά., αποδεικνύοντας ότι δεν είναι απλά ένα κομμάτι υλικού, αλλά μια αποδεδειγμένη λύση κάρτας MCX556A-ECAT Ethernet.

Πέρα από τα βασικά οφέλη που έφερε το RDMA/RoCE, η επιχείρηση ανακάλυψε επίσης περαιτέρω δυνατότητες του MCX556A-ECAT κατά την εφαρμογή του.αξιοποιώντας τα ενσωματωμένα χαρακτηριστικά εκφόρτωσης εικονικοποίησης σημαντικά βελτιωμένη πυκνότητα δικτύου σε εικονικά περιβάλλονταΟι λεπτομερείς βελτιστοποιήσεις αυτές αποτελούν συλλογικά ένα σταθερό θεμέλιο για τις προσπάθειες εκσυγχρονισμού του κέντρου δεδομένων της επιχείρησης.

Για να βοηθηθούν άλλοι δυνητικοί χρήστες να κατανοήσουν τις λεπτομέρειες του προϊόντος, η επιχείρηση συνιστά να ανατρέξουν στο επίσημο δελτίο δεδομένων MCX556A-ECAT,που περιέχει πλήρεις παραμέτρους επιδόσεων και καταλόγους συμβατότηταςΕπί του παρόντος, αυτό το MCX556A-ECAT προς πώληση είναι διαθέσιμο στην παγκόσμια αγορά και συγκεκριμένες λεπτομέρειες τιμών MCX556A-ECAT μπορούν να ληφθούν επικοινωνώντας με τα επίσημα κανάλια της NVIDIA με βάση τον όγκο προμηθειών.

Η περίπτωση αυτή αποδεικνύει σαφώς την εξαιρετική απόδοση του Mellanox (NVIDIA) MCX556A-ECAT στην αντιμετώπιση προκλήσεων μεταφοράς χαμηλής καθυστέρησης και υψηλής απόδοσης.Μέσω της βαθιάς εφαρμογής της τεχνολογίας RDMA/RoCE, δεν λύνει μόνο τα προβλήματα απόδοσης των παραδοσιακών αρχιτεκτονικών δικτύων, αλλά ανοίγει επίσης το δρόμο για τις μελλοντικές καινοτομίες της επιχείρησης που απαιτούν μεγάλη ποσότητα δεδομένων.Καθώς πλησιάζει η εποχή των 400G/800G, η έξυπνη ιδέα NIC που ενσωματώνεται από το NVIDIA Mellanox MCX556A-ECAT θα συνεχίσει να οδηγεί την εξέλιξη των δικτύων κέντρων δεδομένων προς μεγαλύτερη αποτελεσματικότητα και ευφυΐα.