مقایسه شبکه های ابررایانه: اینفینیبند در مقابل اترنت
September 20, 2025
خلاصه:با افزایش پیچیدگی و نیاز به داده های زیاد در محاسبات با کارایی بالا، انتخاب تکنولوژی اتصال بسیار مهم است. این تحلیل فنی دو الگوی غالب را درشبکه های HPC- InfiniBand و Ethernet سنتی ملانوکس - ارزیابی ارزش های معماری آنها برای ابر رایانه نسل بعدی و خوشه های تحقیقاتی هوش مصنوعی.
محیط های محاسباتی با عملکرد بالا امروز فراتر از شبیه سازی علمی سنتی هستند تا آموزش هوش مصنوعی، تجزیه و تحلیل داده های بزرگ و پردازش در زمان واقعی را شامل شوند.اين بارها نياز به يك بافت ارتباطي دارند كه نه تنها پهناي باند خام را فراهم مي كندشبکه از یک لوله داده غیرفعال به یک جزء فعال و هوشمند از معماری محاسباتی تبدیل شده است.انتخاب بینInfiniBand در مقابل اترنتیک تصمیم معماری اساسی که عملکرد کلی و کارایی خوشه را تعیین می کند.
تفاوت اصلی بین InfiniBand و Ethernet در فلسفه طراحی آن ها است. InfiniBand از ابتدا برای محیط های با ریسک بالا طراحی شده استشبکه های HPC، در حالی که اترنت از یک استاندارد شبکه ای عمومی تکامل یافته است.
توسطملانوکس(در حال حاضر بخشی از NVIDIA) ، InfiniBand یک پارچه بدون ضرر با ویژگی های پیشرفته ارائه می دهد:
- RDMA بومی:انتقال مستقیم حافظه به حافظه بین سرورها را فراهم می کند، به دور زدن سیستم عامل و CPU، که تاخیر را به کمتر از 600 نانو ثانیه کاهش می دهد.
- محاسبات درون شبکه:تکنولوژی SHARP Mellanox اجازه می دهد تا عملیات جمع آوری (مانند all-reduce) در بافت سوئیچ اجرا شود، به طور چشمگیری حجم داده را کاهش می دهد و عملیات جمعی را تسریع می کند.
- پهنای باند بالا:400Gb / s NDR InfiniBand را مستقر می کند، که باعث انتقال ثابت و بدون ازدحام می شود.
اترنت مدرن با عملکرد بالا (با RoCE - RDMA بر روی اترن Converged) پیشرفت های قابل توجهی داشته است:
- آشنایی و هزینه:از دانش موجود فناوری اطلاعات استفاده می کند و می تواند از اقتصادهای مقیاس بهره مند شود.
- RoCEv2:قابلیت های RDMA را در شبکه های اترنت فعال می کند، اگرچه برای عملکرد بهینه نیاز به یک پارچه بدون ضرر (DCB) دارد.
- سرعت:ارائه می دهد نرخ پهنای باند خام قابل مقایسه، با 400Gb / s اترنت به راحتی در دسترس است.
مزایای نظری InfiniBand در دستاوردهای عملکردی ملموس در محیط های واقعی HPC و AI تحقق می یابد. جدول زیر تفاوت های کلیدی عملکرد را نشان می دهد:
| متریک | InfiniBand (HDR/NDR) | اترنت با کارایی بالا (400G) | زمینه |
|---|---|---|---|
| تاخیر | < 0.6 μs | > 1.2 μs | برای کاربردهای MPI با اتصال نزدیک ضروری است |
| استفاده از CPU | ~1% | ~ 3-5% | با فعال کردن RDMA؛ پایین تر بهتر است |
| زمان تمام کاهش (256 گره) | ~ 220 μs | ~450 μs | مزایای محاسبات در شبکه را نشان می دهد |
| سازگاری پارچه | از نظر طراحی بدون ضرر | نیاز به پیکربندی (DCB/PFC) | قابل پیش بینی بودن تحت بار سنگین |
درInfiniBand در مقابل اترنتاین تصمیم تنها یک تصمیم فنی نیست؛ آن را وزن استراتژیک قابل توجهی دارد.ملانوکستکنولوژی، به طور مداوم عملکرد برتر و قابل پیش بینی را برای شبیه سازی های محکم و آموزش AI در مقیاس بزرگ ارائه می دهد.به طور مستقیم به زمان سریع تر برای راه حل و استفاده بیشتر از منابع ترجمه می شوداترنات مزایای قابل توجهی را در محیط های ناهمگن و حجم کار مخلوط که در آن ادغام با شبکه های وسیع تر شرکت اولویت دارد، ارائه می دهد.عملکرد آن اغلب بیشتر به پیکربندی دقیق وابسته است تا به یک پارچه InfiniBand ساخته شده به طور خاص نزدیک شود..
هیچ پاسخی برای همه وجود نداردشبکه های HPCبحث برای انکشافات مهم که حداکثر عملکرد برنامه، کمترین تاخیر،و بالاترین کارایی قابل مذاکره نیستند، مانند در مراکز ابر محاسباتی سطح بالا، InfiniBand همچنان رهبر بی تردید است.برای خوشه هایی که بار کاری متنوعی دارند یا جایی که آشنایی عملیاتی بسیار مهم است، راه حل های پیشرفته اترنت یک جایگزین مناسب را ارائه می دهند.کلید این است که معماری شبکه را با الزامات خاص محاسباتی و اقتصادی بار کار هماهنگ کنید.
برای تعیین استراتژی اتصال بهینه برای نیازهای محاسباتی خود، با شرکای متخصص برای تجزیه و تحلیل دقیق حجم کار و آزمایش اثبات مفهوم همکاری کنید.ارزیابی الگوهای ارتباطی برنامه شما اولین گام برای ساخت یک برنامه متوازن و قدرتمند است.شبکه های HPCزیرساخت ها