Rozwiązania NVIDIA Network Adapter: Architektura RDMA/RoCE dla optymalizacji transmisji o niskim opóźnieniu
October 15, 2025
Rozwiązania NVIDIA Network Adapter: Architektura RDMA/RoCE do optymalizacji transmisji o niskim opóźnieniu
W erze sztucznej inteligencji i obliczeń o wysokiej wydajności tradycyjne protokoły sieciowe tworzą znaczne wąskie gardła, które ograniczają wydajność aplikacji.Rozwiązania adapterów sieciowych NVIDIA z technologiami RDMA i RoCE zapewniają rewolucyjne ulepszenia w zakresie wydajności transmisji danych i redukcji opóźnienia.
Wyzwanie w zakresie wąskiego gardła sieci
Współczesne centra danych stają w obliczu bezprecedensowych wymagań związanych z szkoleniami AI, wnioskami z uczenia maszynowego i wysokiej wydajności obciążeń komputerowych.Konwencjonalne sieci TCP/IP wprowadzają kilka krytycznych ograniczeń:
- Wysokie wykorzystanie procesora do przetwarzania protokołów
- Znaczące opóźnienie z wielu kopii pamięci
- Ograniczona skalowalność w zastosowaniach na dużą skalę
- Nieefektywne wykorzystanie zasobów wpływające na ogólną wydajność systemu
Technologia RDMA: Rewolucja w transferze danych
Remote Direct Memory Access (RDMA) umożliwia bezpośrednią komunikację pamięci z pamięcią między systemami, pominąc jądra systemu operacyjnego i procesory.
- Przekazywanie danych bez kopii, eliminujące koszty buforowe
- Ominęcie jądra zmniejszające wykorzystanie procesora do poniżej 3%
- W przypadku komunikacji wewnętrznej w stosunku do półprzewodu, opóźnienie poniżej 1,5 mikrosekundy
- Prawdziwa skalowalność liniowa dla rozproszonych aplikacji
RoCE: RDMA przez konwergencyjny Ethernet
RoCE rozszerza korzyści RDMA na standardową infrastrukturę Ethernet, dzięki czemu sieci o wysokiej wydajności są dostępne bez specjalistycznego sprzętu.
- Wsparcie RoCE v2 dla routingu sieciowego w warstwie 3
- Zaawansowane mechanizmy kontroli zatłoczenia
- Zapewnienie dostępu do sieci Ethernet bez strat
- Zwiększona kompatybilność TCP Centrum Danych (DCTCP)
Porównanie wydajności: tradycyjne rozwiązania NVIDIA
| Metryka wydajności | Tradycyjny Ethernet | NVIDIA RDMA/RoCE | Poprawa |
|---|---|---|---|
| Pociąg szkoleniowy AI | 90-130 mikrosekund | 10,3-2,0 mikrosekundy | ~98% redukcja |
| Wykorzystanie procesora | 25-45% w porcie | 1-4% w porcie | ~90% redukcja |
| Częstotliwość wysyłania wiadomości | 1-2 miliony wiadomości w sekundzie | 180-200 milionów SMS/sek | ~100x poprawa |
Kluczowe scenariusze zastosowań
Rozwiązania adapterów sieciowych NVIDIA zapewniają transformacyjną wydajność w wielu dziedzinach:
- Sztuczna inteligencja i uczenie maszynowe:Rozproszone szkolenie na tysiącach procesorów graficznych
- Wysokiej wydajności obliczeń:Symulacje naukowe i obciążenia prac badawczych
- Centrum danych w chmurze:Dostęp do pamięci masowej i migracja maszyn wirtualnych
- Usługi finansowe:Handel wysokiej częstotliwości i analityka w czasie rzeczywistym
Komponenty architektury rozwiązań
Kompletne rozwiązanie sieciowe NVIDIA integruje wiele technologii:
- Adaptory z serii ConnectX z silnikami obciążenia sprzętowego
- DPU BlueField do zintegrowanego przetwarzania danych
- Sterowniki NVIDIA i SDK do bezproblemowej integracji aplikacji
- Narzędzia zarządzania i monitorowania wdrażania w przedsiębiorstwach
Wdrożenie najlepszych praktyk
Aby osiągnąć sukces, konieczne jest uważne uwzględnienie kilku czynników:
- Infrastruktura sieciowa obsługująca łączenie centrum danych (DCB)
- Odpowiednia konfiguracja QoS dla bezstratnej operacji Ethernet
- Optymalizacja aplikacji dla wzorców komunikacji RDMA
- Kompleksowe procedury badań i walidacji
Rozwiązania NVIDIA w zakresie adapterów sieciowych z technologiami RDMA i RoCE stanowią podstawę nowej generacji infrastruktury sieciowej o wysokiej wydajności.Innowacje te umożliwiają organizacjom przezwyciężenie tradycyjnych ograniczeń sieci i wykorzystanie pełnego potencjału ich inwestycji komputerowych w sztuczną inteligencję i aplikacje o dużym zużyciu danych.Więcej informacjio wdrożeniu tych najnowocześniejszych rozwiązań w swoim środowisku.