Soluciones de redes de alto rendimiento para instituciones de investigación: escenarios de aplicación de ConnectX-7
October 2, 2025
La búsqueda incesante de descubrimientos e innovaciones científicas exige una infraestructura computacional que pueda seguir el ritmo de las cargas de trabajo de investigación cada vez más complejas.Este resumen de la solución explora cómo laMellanox ConnectX- 7 y sus componentesEl adaptador sirve como una tecnología fundamental para elInvestigación académicaEn la actualidad, la tecnología de la información se ha convertido en una de las herramientas másEl HPClas aplicaciones de la biología computacional a la astrofísica.las instituciones de investigación pueden acelerar el tiempo de descubrimiento y maximizar el retorno de sus inversiones computacionales.
ModernoInvestigación académicaLa Unión Europea ha entrado en una era de descubrimiento intensivo en datos, donde los avances científicos dependen cada vez más de la capacidad de procesar y analizar conjuntos de datos masivos.La escala de los desafíos computacionales ha crecido exponencialmente, con proyectos de investigación en campos como la genómica, la física de partículas y el modelado climático que generan petabytes de datos que requieren un análisis sofisticado.Esta avalancha de datos ha hecho que las redes de alto rendimiento no sólo sean una mejora sino una necesidad para la tecnología de vanguardia.El HPCLas instituciones de investigación de todo el mundo están mejorando sus infraestructuras para apoyar la ciencia colaborativa, las asociaciones interinstitucionales,Las metodologías que definen la investigación del siglo XXI.
Las instituciones de investigación se enfrentan a importantes desafíos de infraestructura que obstaculizan el progreso científico y limitan la eficacia de sus recursos computacionales.
- Limitaciones del movimiento de datos:Las infraestructuras de red tradicionales no pueden seguir el ritmo de generación de datos de los instrumentos científicos modernos,crear cuellos de botella que retrasen los resultados de la investigación y reduzcan la utilización de los instrumentos.
- Diversidad de la carga de trabajo multidisciplinar:Los centros informáticos de investigación deben soportar cargas de trabajo diversas con requisitos de red variables, desde transferencias de archivos grandes en genómica hasta tráfico de mensajes pequeños en simulaciones de dinámica molecular.
- Las exigencias de la investigación colaborativa:Los proyectos de investigación multiinstitucionales requieren un intercambio continuo de datos a través de las fronteras geográficas, lo que exige capacidades de redes de gran área de alto rendimiento.
- Ineficiencia en el uso de los recursos:Los costosos recursos computacionales, en particular las GPU y los aceleradores especializados, a menudo se quedan inactivos esperando que se completen las transferencias de datos, lo que reduce el retorno general de la inversión.
- Restricciones presupuestarias:Las instituciones de investigación deben lograr el máximo rendimiento dentro de presupuestos limitados, lo que requiere soluciones que ofrezcan relaciones precio/rendimiento excepcionales.
Estos desafíos a menudo resultan en retrasos en los resultados de la investigación, una utilización ineficiente de los recursos y una capacidad limitada para perseguir oportunidades de investigación intensivas en datos.
ElMellanox ConnectX- 7 y sus componentesadaptador ofrece una solución integral a los retos de redes que enfrentan las instituciones de investigación, ofreciendo un rendimiento y una flexibilidad sin precedentes paraEl HPClas condiciones ambientales.
- 400Gb/s Rendimiento:Proporciona conectividad InfiniBand y Ethernet de 400 Gbps, proporcionando el ancho de banda necesario para aplicaciones de investigación intensivas en datos y simulaciones a gran escala.
- Descarga de hardware:Descarga el procesamiento de red de las CPU de host, liberando valiosos recursos computacionales para aplicaciones de investigación en lugar de gastos generales de infraestructura.
- Soporte avanzado de RoCE:Implementa RDMA a través de Ethernet convergente con control de congestión mejorado, lo que permite una red de alto rendimiento a través de la infraestructura Ethernet estándar.
- Tecnología de múltiples anfitriones:Permite que varios servidores compartan un único adaptador ConnectX-7, reduciendo los costos de infraestructura y la complejidad en entornos informáticos densos.
- Tiempo de precisión:Proporciona un sello de tiempo preciso de nanosegundos esencial para la adquisición de datos sincronizados y las mediciones experimentales.
ElMellanox ConnectX- 7 y sus componentespermite un rendimiento transformador en múltiples ámbitos de investigación, cada uno con requisitos de redes únicos.
En proyectos de secuenciación genómica a gran escala, el ConnectX-7 acelera la transferencia de datos de instrumentos de secuenciación a sistemas de almacenamiento y recursos computacionales.Los investigadores pueden procesar genomas humanos completos en horas en lugar de días, lo que permite un análisis rápido para la investigación clínica y los estudios poblacionales.
Para las simulaciones climáticas globales que requieren comunicación entre miles de nodos de cómputo, la baja latencia y el alto ancho de banda del adaptador aseguran una ejecución eficiente del modelo.Los investigadores pueden ejecutar modelos de mayor resolución con un intercambio de datos más frecuente, mejorando la precisión de la simulación.
En experimentos de física de partículas que generan petabytes de datos, el ConnectX-7 permite una distribución eficiente de datos a recursos de procesamiento en todo el mundo.La tecnología soporta el filtrado y análisis de datos en tiempo real necesarios para detectar eventos físicos raros..
La aplicación deMellanox ConnectX- 7 y sus componentesLa tecnología ofrece beneficios medibles en las métricas informáticas clave de la investigación.
| Métrica de rendimiento | La generación anterior | Implementación de ConnectX-7 | Mejora |
|---|---|---|---|
| MPI Allreduce Latency (256 nodos) El tiempo de latencia de MPI Allreduce es de 256 nodos. | 120 μs | 65 μs | Reducción del 46% |
| Tasa de transferencia de datos (archivos grandes) | 18 GB/s | 42 GB/s | Aumento del 133% |
| Eficiencia de utilización de la GPU | El 68% | El 92% | Mejora del 35% |
| Eficiencia energética (FLOPS/Watt) | 12.5 GFLOP/W | 18.2 GFLOP/W | Mejora del 46% |
Estas mejoras se traducen en resultados de investigación más rápidos, mayor productividad y costes computacionales reducidos paraInvestigación académicalas instituciones.
Un laboratorio nacional de primer nivel desplegadoMellanox ConnectX- 7 y sus componentesAdaptadores en su buque insigniaEl HPCLa aplicación logró una eficiencia de escala del 95% en simulaciones de dinámica molecular de 1024 nodos y redujo el tiempo de análisis de datos para la investigación climática en un 60%.El laboratorio informó una mejora del 40% en la utilización general del sistema y una reducción significativa en el tiempo de solución en múltiples dominios de investigación.
ElMellanox ConnectX- 7 y sus componentesrepresenta más que una actualización de la red, es una tecnología que permite la investigación científica del siglo XXI. Al eliminar los cuellos de botella de la red y proporcionar un rendimiento sin precedentes,El ConnectX-7 permite a los investigadores centrarse en la ciencia en lugar de las limitaciones computacionalesPara.Investigación académicaEn este sentido, la Comisión propone una serie de medidas para mejorar la calidad de la información y de los servicios.