NVIDIA Mellanox MCX4121A-ACAT σε Δράση: Μεταμορφώνοντας την Καθυστέρηση και την Απόδοση με RDMA/RoCE

Προηγούμενο άρθρο: Το εμπόδιο απόδοσης στα σύγχρονα κέντρα δεδομένων

Καθώς τα φορτία εργασίας με έντονο όγκο δεδομένων, όπως η ανάλυση σε πραγματικό χρόνο, οι κατανεμημένες βάσεις δεδομένων και η αποθήκευση NVMe-oF γίνονται ο κανόνας, οι παραδοσιακές αρχιτεκτονικές δικτύων δυσκολεύονται να συμβαδίσουν.Μια κορυφαία εταιρεία χρηματοοικονομικών υπηρεσιών αντιμετώπισε πρόσφατα ακριβώς αυτή την πρόκληση: η υφιστάμενη υποδομή 10GbE προκαλούσε κορεσμό CPU λόγω υπερβολικής επεξεργασίας διακοπών, οδηγώντας σε απρόβλεπτη καθυστέρηση στις εφαρμογές εμπορίας υψηλής συχνότητας (HFT).Το βασικό ζήτημα ήταν το κόστος του παραδοσιακού TCP/IP stack, η οποία κατανάλωνε έως και 30% των κύκλων CPU του διακομιστή, αφήνοντας λιγότερους πόρους για κρίσιμους αλγόριθμους συναλλαγών.

Οι αρχιτέκτονες πληροφορικής της εταιρείας αναγνώρισαν ότι η απλή αναβάθμιση σε 25GbE χωρίς να αντιμετωπιστεί η αποτελεσματικότητα του πρωτοκόλλου θα άλλαζε μόνο το μπουκάλιο.εκφόρτωση της επεξεργασίας δικτύου από την CPU υποδοχήςΗ εν λόγω εξέλιξη οδήγησε τους ερευνητές να αξιολογήσουν τηνNVIDIA Mellanox MCX4121A-ACATπροσαρμογέα διακομιστή, μια κάρτα ειδικά σχεδιασμένη για να υπερέχει σε περιβάλλοντα RDMA και RoCE.

Λύση: Εφαρμογή του MCX4121A-ACAT ConnectX-4 Lx διπλής θύρας 25GbE SFP28

Η ανάπτυξη επικεντρώθηκε στην αντικατάσταση των παλαιών NIC με τοΠίνακας προσαρμογής Ethernet MCX4121A-ACATΗ επιλογή καθοδηγήθηκε από την εγγενή υποστήριξη του προσαρμογέα για RDMA μέσω Converged Ethernet (RoCE), η οποία υποσχέθηκε να παρακάμψει εντελώς τη συστοιχία δικτύου πυρήνα.Η ανάπτυξη ακολούθησε μια σταδιακή προσέγγιση:

• Αξιολόγηση υποδομής:Οι μηχανικοί επαλήθευσαν ότι οι υφιστάμενοι διακόπτες κορυφής του ράφου τους υποστήριζαν τον έλεγχο προτεραιότητας ροής (PFC) και την βελτιωμένη επιλογή μετάδοσης (ETS), προϋποθέσεις για ένα υλικό RoCE χωρίς απώλειες.Συμβατό με MCX4121A-ACATΗ φυσική τους φύση με την τυποποιημένη οπτική SFP28 τους επέτρεψε να επαναχρησιμοποιήσουν την υπάρχουσα καλωδίωση όπου ήταν δυνατόν.
• Οπτικοποίηση οδηγού και στοίβας:Η ομάδα εγκατέστησε τα τελευταία προγράμματα οδήγησης NVIDIA WinOF-2 και διαμόρφωσε τοNVIDIA Mellanox MCX4121A-ACATΒασικές παραμέτρους όπως το μέγεθος MTU, η μέτρηση διακοπών και οι πολιτικές QoS ρυθμίστηκαν ώστε να ευθυγραμμίζονται με τις απαιτήσεις ευαισθησίας σε καθυστέρηση της εφαρμογής.
• Ενσωμάτωση αποθήκευσης:Η εταιρεία εφάρμοσε μια σειρά αποθήκευσης στόχων NVMe-oF, αξιοποιώντας τηνΛύση κάρτας προσαρμογέα Ethernet MCX4121A-ACATγια την παρουσίαση της αποθήκευσης μπλοκ πάνω από το ιστό Ethernet με επιτάχυνση RDMA.

Μετρήσιμα αποτελέσματα: αύξηση της απόδοσης και μείωση της καθυστέρησης

Οι δοκιμές μετά την ανάπτυξη αποκάλυψαν δραματικές βελτιώσεις σε όλους τους βασικούς δείκτες απόδοσης.Παρακάτω είναι μια σύγκριση της παλιάς εγκατάστασης 10GbE έναντι της νέαςMCX4121A-ACATδιαμόρφωση:

Τα αποτελέσματα αυτά επικύρωσαν τηνΕιδικές προδιαγραφές MCX4121A-ACATΗ χρηματοοικονομική επιχείρηση πέτυχε ταχύτητα 25GbE ενώ ταυτόχρονα μείωσε τους χρόνους επεξεργασίας συναλλαγών.Οι απελευθερωμένοι κύκλοι CPU ανακατατάχθηκαν στην βασική επιχειρηματική λογικήΓια την ομάδα αποθήκευσης, η ανάπτυξη του NVMe-oF πάνω από το RoCE μείωσε τα παράθυρα αντιγράφων ασφαλείας κατά 60% και επέτρεψε ταχύτερη αποκατάσταση μετά από καταστροφή.

Συμπεράσματα: Σχέδιο σύγχρονης υποδομής

Η μελέτη αυτή καταδεικνύει ότι ηMCX4121A-ACATΕίναι κάτι παραπάνω από μια απλή διεπαφή δικτύου, είναι ένα θεμελιώδες συστατικό για την κατασκευή υψηλής απόδοσης, αποδοτικών κέντρων δεδομένων.Οι οργανισμοί μπορούν να επιτύχουν τη χαμηλή καθυστέρηση και την υψηλή απόδοση που απαιτούνται από τις πιο απαιτητικές εφαρμογές σήμερα. Για τους διαχειριστές πληροφορικής που αναζητούνMCX4121A-ACAT τιμήΕιδικότερα, η χρήση του εν λόγω προσαρμοστή για τηνΔελτίο δεδομένων MCX4121A-ACATΌσο περισσότερες επιχειρήσεις επιδιώκουν να ενοποιήσουν τα υφάσματα αποθήκευσης και υπολογιστών, τοNVIDIA Mellanox MCX4121A-ACATδιακρίνεται ως μια αποδεδειγμένη, έτοιμη για παραγωγή λύση η οποία εκπληρώνει την υπόσχεση της απόδοσης 25GbE με έξυπνες εκφόρτωσεις.