Προσαρμογείς Δικτύου NVIDIA: Ανάλυση Απόδοσης Προσαρμογής και Απαλλαγής Υψηλού Εύρους Ζώνης, Χαμηλής Καθυστέρησης

Στα σημερινά περιβάλλοντα υπολογιστών που απαιτούν έντονη χρήση δεδομένων, η απόδοση του δικτύου έχει καταστεί ένα κρίσιμο σημείο συμφόρησης για εφαρμογές που κυμαίνονται από την εκπαίδευση τεχνητής νοημοσύνης έως τους υπολογιστές υψηλής απόδοσης. Οι προσαρμογείς δικτύου NVIDIA, ιδιαίτερα η σειρά ConnectX, έχουν σχεδιαστεί για να αντιμετωπίζουν αυτές τις προκλήσεις μέσω προηγμένων τεχνολογιών εκφόρτισης υλικού και βελτιστοποίησης.

Τα σύγχρονα workloads απαιτούν περισσότερα από την υποδομή δικτύου από ποτέ. Οι παραδοσιακές κάρτες διασύνδεσης δικτύου (NIC) δυσκολεύονται να συμβαδίσουν με τις απαιτήσεις για:

• Δυνατότητες εύρους ζώνης Multi-100GbE
• Καθυστέρηση μικρότερη του μικροδευτερολέπτου για κατανεμημένες εφαρμογές
• Εκφόρτιση CPU για την απελευθέρωση πόρων επεξεργαστή για υπολογισμούς
• Αξιόπιστη, απώλεια μετάδοσης δεδομένων σε κλίμακα

Οι προσαρμογείς NVIDIA υλοποιούν την τεχνολογία RDMA, επιτρέποντας την άμεση πρόσβαση στη μνήμη μεταξύ συστημάτων χωρίς να εμπλέκεται το λειτουργικό σύστημα του υπολογιστή. Αυτό παρακάμπτει την παραδοσιακή επιβάρυνση της στοίβας δικτύου και προσφέρει σημαντικά οφέλη απόδοσης:

• Μειωμένη καθυστέρηση με την εξάλειψη της συμμετοχής του πυρήνα στις μεταφορές δεδομένων
• Χαμηλότερη χρήση CPU, απελευθερώνοντας επεξεργαστές για φόρτους εργασίας εφαρμογών
• Υψηλότεροι ρυθμοί μηνυμάτων μέσω βελτιωμένων διαδρομών επικοινωνίας

Το RoCE επεκτείνει τις δυνατότητες RDMA σε τυπικά δίκτυα Ethernet, καθιστώντας τη δικτύωση υψηλής απόδοσης προσβάσιμη χωρίς να απαιτεί εξειδικευμένη υποδομή. Η υλοποίηση του RoCE από την NVIDIA παρέχει:

• Ethernet χωρίς απώλειες μέσω του Priority Flow Control (PFC)
• Βελτιωμένη υποστήριξη RoCEv2 για δρομολογημένα δίκτυα
• Συμβατότητα με τον υπάρχοντα εξοπλισμό δικτύωσης κέντρων δεδομένων

Οι προσαρμογείς δικτύου NVIDIA ενσωματώνουν εξελιγμένες μηχανές εκφόρτισης που χειρίζονται εργασίες επεξεργασίας δικτύου απευθείας στο NIC:

Στις δοκιμές αναφοράς, οι προσαρμογείς NVIDIA ConnectX-7 επιδεικνύουν αξιοσημείωτα χαρακτηριστικά απόδοσης:

• Καθυστέρηση μόλις 600 νανοδευτερόλεπτα για λειτουργίες RDMA
• Διακίνηση γραμμής ταχύτητας στα 400GbE με μηδενική απώλεια πακέτων
• Χρήση CPU κάτω από 5% κατά τη διάρκεια δοκιμών μέγιστης διακίνησης
• Υποστήριξη για έως και 256 εκατομμύρια ουρές και συνδέσεις

Αυτές οι δυνατότητες μεταφράζονται άμεσα σε βελτιωμένη απόδοση εφαρμογών στην εκπαίδευση AI, τις χρηματοοικονομικές συναλλαγές, τους επιστημονικούς υπολογιστές και την υποδομή cloud.

Οι προσαρμογείς δικτύου NVIDIA έχουν σχεδιαστεί για να λειτουργούν απρόσκοπτα σε ολοκληρωμένα περιβάλλοντα δικτύωσης υψηλής απόδοσης, συμπεριλαμβανομένων:

• Υποδομή μεταγωγής NVIDIA Spectrum για βελτιστοποίηση από άκρο σε άκρο
• NVIDIA BlueField DPUs για συνδυασμένη επεξεργασία δικτύωσης, ασφάλειας και αποθήκευσης
• Κύρια λειτουργικά συστήματα και hypervisors μέσω τυποποιημένων προγραμμάτων οδήγησης
• Δημοφιλείς πλατφόρμες ενορχήστρωσης, συμπεριλαμβανομένων των Kubernetes και OpenStack

Η κατανεμημένη εκπαίδευση σε πολλούς διακομιστές GPU απαιτεί αποτελεσματικό συγχρονισμό παραμέτρων. Ο συνδυασμός RDMA και RoCE στους προσαρμογείς NVIDIA ελαχιστοποιεί την επιβάρυνση της επικοινωνίας, επιταχύνοντας τους χρόνους εκπαίδευσης για μεγάλα μοντέλα.

Οι χρηματοοικονομικές εφαρμογές απαιτούν τη χαμηλότερη δυνατή καθυστέρηση. Οι προσαρμογείς NVIDIA παρέχουν καθυστέρηση μικρότερη του μικροδευτερολέπτου, διατηρώντας παράλληλα την αξιοπιστία και τις εγγυήσεις διάταξης μηνυμάτων.

Οι πάροχοι cloud αξιοποιούν τις δυνατότητες εκφόρτισης των προσαρμογέων NVIDIA για τη βελτίωση της πυκνότητας και τη μείωση του συνολικού κόστους ιδιοκτησίας μέσω χαμηλότερων απαιτήσεων CPU.

Η NVIDIA συνεχίζει να καινοτομεί στην τεχνολογία προσαρμογέα δικτύου με εξελίξεις που περιλαμβάνουν:

• Συσκευασμένα οπτικά για βελτιωμένη ενεργειακή απόδοση και πυκνότητα
• Στενότερη ενσωμάτωση με υπολογιστές GPU για επιταχυνόμενη δικτύωση
• Βελτιωμένα χαρακτηριστικά ασφαλείας, συμπεριλαμβανομένης της κρυπτογράφησης εν σειρά και της επιβολής πολιτικής
• Υποστήριξη για νέα πρότυπα και υψηλότερες ταχύτητες θυρών

Καθώς τα workloads των κέντρων δεδομένων συνεχίζουν να εξελίσσονται, η σημασία των έξυπνων προσαρμογέων δικτύου με δυνατότητα εκφόρτισης θα αυξάνεται μόνο. Ο οδικός χάρτης τεχνολογίας της NVIDIA προβλέπει αυτές τις ανάγκες με συνεχή επένδυση σε λύσεις δικτύωσης υψηλής απόδοσης.

Για οργανισμούς που επιδιώκουν να μεγιστοποιήσουν την επένδυσή τους στην υποδομή, οι προσαρμογείς δικτύου NVIDIA παρέχουν τη βάση για εφαρμογές επόμενης γενιάς που απαιτούν τόσο υψηλό εύρος ζώνης όσο και χαμηλή καθυστέρηση.Μάθετε περισσότερα σχετικά με το πώς αυτοί οι προσαρμογείς μπορούν να μεταμορφώσουν την απόδοση του δικτύου σας.