Solución de red de computación de alto rendimiento: InfiniBand impulsa avances en el rendimiento de la supercomputación

introducción:La demanda insaciable de potencia computacional en la investigación científica, la inteligencia artificial y las simulaciones complejas está empujando los límites de la computación de alto rendimiento (HPC).A medida que las supercomputadoras evolucionan de la escala petaflop a la escala exaflop, ha surgido un cuello de botella crítico: la interconexión.Los tejidos de red tradicionales luchan por mantener el ritmo con el gran rendimiento de datos y los requisitos de latencia ultrabaja de la computación paralela modernaAquí es dondeMellanox en banda anchaLa tecnología se eleva al desafío, proporcionando laredes de superordenadorestejido que permite verdaderos avances en el rendimiento, asegurando que miles de nodos de cómputo puedan trabajar en concierto como un solo sistema potente.

El paisaje deEl HPCLas cargas de trabajo ya no se limitan a los cálculos sin procesar con coma flotante, sino que se centran cada vez más en los datos.que involucran conjuntos de datos masivos y requieren una comunicación rápida entre nodos en un clústerYa sea simulación de modelos climáticos, decodificación de secuencias genómicas o entrenamiento de modelos de IA a gran escala, estas aplicaciones están severamente limitadas por el rendimiento de la red.Los principales desafíos incluyen::

• Los cuellos de botella de las entradas y salidas:El movimiento ineficiente de datos entre el almacenamiento, los nodos de cómputo y las GPU puede hacer que los procesadores caros se queden inactivos, desperdiciando ciclos computacionales y aumentando el tiempo de resolución.
• La latencia de la comunicación:A medida que las aplicaciones aumentan a cientos de miles de núcleos, incluso los retrasos de microsegundos en las comunicaciones de interfaz de transmisión de mensajes (MPI) pueden degradar exponencialmente el rendimiento general de la aplicación.
• Limitaciones de escalabilidad:Las redes Ethernet tradicionales se enfrentan a problemas de congestión y complejidad a escala extrema, lo que dificulta mantener un rendimiento predecible en implementaciones a gran escala.
• Eficiencia energética y de costes:La construcción de un sistema exascale con redes ineficientes es económicamente y ambientalmente insostenible, ya que requiere una inmensa potencia solo para el movimiento de datos.

Estos desafíos requieren un nuevo paradigma enredes de superordenadores, uno que está diseñado desde cero para las exigencias de la computación exascale.

Mellanox en banda anchaProporciona una solución integral de extremo a extremo diseñada específicamente para superar las limitaciones de las redes tradicionales.Es un tejido más inteligente que se integra perfectamente con el modernoEl HPCLa solución incluye varias innovaciones tecnológicas clave:

Este es un enfoque revolucionario que descarga operaciones colectivas (por ejemplo, reducciones, transmisiones) desde la CPU a la red de conmutadores.SHARP reduce drásticamente el volumen de datos que atraviesan la red y el número de operaciones requeridas de los nodos de cómputo, acelerando las operaciones de MPI y liberando recursos de CPU para el cálculo.

Mellanox InfiniBand ofrece una latencia de extremo a extremo de menos de 500 nanosegundos y proporciona velocidades de ancho de banda de 200 Gb/s, 400 Gb/s y más.que permite que las CPU y las GPU operen a la máxima utilización.

El tejido de InfiniBand está diseñado con una topología de árbol de grasa no bloqueante que permite una escalabilidad perfecta a decenas de miles de nodos sin degradación del rendimiento.Mecanismos adaptativos de enrutamiento y control de congestión aseguran un flujo de datos eficiente incluso bajo una carga pesada, manteniendo un rendimiento predecible.

InfiniBand admite la tecnología GPUDirect®, que permite a las GPU transferir datos directamente a través de la red, evitando la CPU y la memoria host.El soporte NVMe over Fabrics (NVMe-oF) proporciona acceso remoto al almacenamiento a velocidades locales, resolviendo los cuellos de botella de I/O.

La aplicación deMellanox en banda anchaEn la actualidad, la mayoría de los sistemas de gestión de la calidad de vida ofrecen mejoras drásticas y medibles en todas las métricas clave de rendimiento en el sector de la salud.El HPCEstos resultados se demuestran constantemente en los principales centros de supercomputación del mundo.

El viaje hacia la computación exascale y más allá es fundamentalmente un desafío de redes.Mellanox en banda anchaha demostrado ser el tejido indispensable que hace posible este viaje. Al resolver los problemas críticos de latencia, ancho de banda, escalabilidad y eficiencia,permite a los investigadores e ingenieros centrarse en su misión principal, la innovación, en lugar de dejarse obstaculizar por las limitaciones de las infraestructurasEn la medida en que la inteligencia artificial, la simulación y el análisis de datos continúan convergiendo, el papel de las tecnologías avanzadasredes de superordenadoresEl desarrollo tecnológico de las tecnologías de la información y de la comunicación no sólo se convertirá en algo más central para el progreso tecnológico.

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