Redes de alto rendimiento para investigación académica: escenarios de aplicación para ConnectX-7

Antecedentes: La nueva era de la investigación académica con mucha información

El paisaje deInvestigación académicaLas disciplinas que van desde la genómica y la física de partículas hasta la ciencia del clima y la inteligencia artificial están ahora fundamentalmente basadas en datos.El HPCLas agrupaciones (computación de alto rendimiento), que forman la columna vertebral de esta investigación, ya no se limitan a los fracasos computacionales en bruto;Se trata de mover y procesar grandes conjuntos de datos a velocidades sin precedentes.La red se ha convertido en el sistema nervioso central crítico, y su rendimiento dicta directamente el tiempo de descubrimiento y la eficacia de la investigación.

El desafío: cuellos de botella en las redes que sofocan la innovación

Las instituciones de investigación se enfrentan a importantes cuellos de botella técnicos que pueden retrasar proyectos críticos y aumentar los costes:

• Cuellos de botella de I/O en la formación de IA:El entrenamiento distribuido a través de cientos de GPUs se ve obstaculizado por la sincronización lenta del peso, dejando a los caros aceleradores inactivos y desperdiciando ciclos de cómputo.
• Simulaciones sensibles a la latencia:Las simulaciones numéricas a gran escala en dinámica de fluidos o modelado molecular requieren millones de mensajes transmitidos entre nodos.
• Adquisición de datos y rendimiento:Los instrumentos como los microscopios crioletrónicos y las matrices de satélites generan terabytes de datos por hora.que provoque pérdida potencial de datos o cuellos de botella de almacenamiento.
• Multi-tenencia y seguridad:Los grupos de investigación compartidos requieren entornos seguros y aislados para diferentes grupos de investigación sin sacrificar el rendimiento de la red.

Estos desafíos requieren una solución de red que no sólo sea más rápida, sino más inteligente.

La solución: tecnología Mellanox ConnectX-7 SmartNIC

Las de NVIDIAMellanox ConnectX- 7 y sus componentesLos adaptadores Ethernet y NDR InfiniBand de 400Gb/s están diseñados específicamente para superar estos obstáculos de investigación.plataforma de computación inteligente.

Ventajas tecnológicas clave para la HPC y la investigación:

• Ancho de banda muy alto:El rendimiento de 400 Gb/s por puerto garantiza que los datos de los instrumentos y sistemas de almacenamiento más exigentes fluyan sin obstrucciones.
• Descargas basadas en hardware:ElMellanox ConnectX- 7 y sus componentesdescarga funciones críticas como los colectivos MPI (Message Passing Interface), NVMe sobre Fabrics (NVMe-oF) y el cifrado (IPsec / TLS) desde la CPU host.Esto libera núcleos de servidor valiosos para centrarse 100% en la aplicación de investigación en sí.
• Interconexiones escalables:El soporte sin interrupciones tanto para las telas Ethernet de alto rendimiento como para las telas InfiniBand de latencia ultrabaja permite a las instituciones elegir la tela óptima para sus necesidades específicasEl HPCy las cargas de trabajo de IA.
• Programabilidad avanzada:Los núcleos ARM integrados proporcionan la flexibilidad para personalizar las tuberías de procesamiento de datos e implementar nuevos protocolos directamente en el NIC, asegurando la infraestructura para el futuro.

Resultados cuantificables: mejoras en el rendimiento, la latencia y la eficiencia

Desarrollo de laMellanox ConnectX- 7 y sus componentesEn un entorno informático de investigación, ofrece beneficios inmediatos y medibles, que inciden directamente en los resultados de la investigación y los costes operativos.

Cuadro: Ejemplos de métricas de rendimiento observadas en un entorno de grupo de investigación después de la actualización a adaptadores ConnectX-7.

Conclusión: Acelerando el ritmo de los descubrimientos

Para las instituciones de investigación, invertir en una infraestructura de red de vanguardia ya no es una opción, sino un imperativo estratégico para mantenerse competitivas.Mellanox ConnectX- 7 y sus componentesEl objetivo de este programa es crear una base esencial para la próxima década de descubrimientos científicos, permitiendo a los investigadores abordar problemas que antes se pensaban insolubles.maximiza el retorno de la inversión para los costosos recursos de computación y almacenamiento, acelera el tiempo de descubrimiento y fomenta un entorno colaborativo y rico en datos paraInvestigación académica.