Instytucja badawcza HPC Network Solutions: ConnectX-7 Use Cases

October 12, 2025

Instytucja badawcza HPC Network Solutions: ConnectX-7 Use Cases
Rozwiązania Sieciowe o Wysokiej Wydajności dla Instytucji Badawczych: Scenariusze Zastosowań Mellanox ConnectX-7

Współczesne . Rozwiązując krytyczne wąskie gardła sieciowe, pozwala instytucjom badawczym zmaksymalizować inwestycje w obliczenia, przyspieszyć czas odkrycia i rozwiązywać coraz bardziej złożone pytania naukowe. Dla dyrektorów ds. obliczeń badawczych i CIO, przyjęcie technologii ConnectX-7 jest inwestycją zarówno w natychmiastowe zyski wydajności, jak i długoterminowe możliwości badawcze. są coraz bardziej napędzane przez obliczenia wymagające dużej ilości danych, od sekwencjonowania genomu i fizyki cząstek po modelowanie klimatu i szkolenie AI. Te zaawansowane obciążenia wymagają infrastruktury sieciowej, która może nadążać za wykładniczym wzrostem danych i złożonością obliczeniową. reprezentuje więcej niż tylko komponent sieciowy; jest strategiczną technologią umożliwiającą smart NIC reprezentuje transformacyjne rozwiązanie, zaprojektowane specjalnie w celu sprostania unikalnym wyzwaniom środowisk obliczeniowych badawczych, zapewniając bezprecedensową wydajność dla HPC nowej generacji.

Tło: Ewolucja Wymagań Obliczeniowych Badań Akademickich

Krajobraz odkryć naukowych przeszedł radykalną transformację. Tam, gdzie tradycyjne . Rozwiązując krytyczne wąskie gardła sieciowe, pozwala instytucjom badawczym zmaksymalizować inwestycje w obliczenia, przyspieszyć czas odkrycia i rozwiązywać coraz bardziej złożone pytania naukowe. Dla dyrektorów ds. obliczeń badawczych i CIO, przyjęcie technologii ConnectX-7 jest inwestycją zarówno w natychmiastowe zyski wydajności, jak i długoterminowe możliwości badawcze. opierały się na lokalnych obliczeniach, współczesna nauka jest zasadniczo oparta na współpracy i danych. Projekty międzyinstytucjonalne, systemy uczenia federacyjnego i rozległe sieci czujników generują petabajty danych, które muszą być przetwarzane, analizowane i udostępniane w globalnych sieciach badawczych. Ta zmiana paradygmatu wymaga nowego podejścia do infrastruktury HPC, gdzie sieć staje się tak krytyczna jak moc obliczeniowa w przyspieszaniu przełomów naukowych.

Wyzwanie: Wąskie Gardła Sieciowe w Obliczeniach Badawczych

Instytucje badawcze stoją w obliczu znaczących barier technicznych, które utrudniają postęp naukowy i wykorzystanie zasobów:

  • Niewystarczająca Przepustowość dla Obciążeń Wymagających Dużej Ilości Danych: Instrumenty takie jak mikroskopy krioelektronowe i zestawy teleskopów generują ogromne zbiory danych, które przytłaczają tradycyjne sieci 100G, tworząc wąskie gardła w analizie.
  • Wysoka Latencja MPI Wpływająca na Wydajność Symulacji: Aplikacje Message Passing Interface (MPI) do chemii obliczeniowej i fizyki cierpią z powodu latencji sieci, dramatycznie zwiększając czas rozwiązania dla złożonych symulacji.
  • Obciążenie CPU z Przetwarzania Protokołów Sieciowych: Nawet 30% cennych cykli procesora może być zużywane przez przetwarzanie stosu sieciowego, pozbawiając naukowców zasobów obliczeniowych dla ich rzeczywistej pracy naukowej.
  • Wyzwania Wielodostępności i Bezpieczeństwa: Obsługa różnych grup badawczych w udostępnionej infrastrukturze wymaga solidnej izolacji i bezpieczeństwa bez uszczerbku dla wydajności.
Rozwiązanie: Technologia Mellanox ConnectX-7 SmartNIC

Mellanox ConnectX-7 reprezentuje więcej niż tylko komponent sieciowy; jest strategiczną technologią umożliwiającą zapewnia kompleksowe rozwiązanie tych wyzwań dzięki zaawansowanej architekturze i możliwościom:

1. Wydajność 400 Gb/s z Ultra-Niską Latencją

Dzięki obsłudze 400GbE i NDR 400G InfiniBand, ConnectX-7 zapewnia przepustowość niezbędną dla najbardziej wymagających danych aplikacji badawczych, zachowując jednocześnie latencję poniżej 600 nanosekund, zapewniając, że komunikacja sieciowa nigdy nie stanie się czynnikiem ograniczającym w przepływach pracy obliczeniowej.

2. Sprzętowo Akcelerowane Operacje MPI

Adapter posiada ulepszone możliwości RDMA, które optymalizują zbiorowe operacje MPI, znacznie redukując obciążenie synchronizacją w symulacjach na dużą skalę. Skutkuje to poprawą skalowalności dla aplikacji działających na tysiącach węzłów.

3. Pełne Odciążanie TCP/IP i Obliczenia W Sieci

Przez odciążanie całego stosu sieciowego do dedykowanych rdzeni przetwarzających NIC, reprezentuje więcej niż tylko komponent sieciowy; jest strategiczną technologią umożliwiającą uwalnia procesory serwerów do obliczeń naukowych. Obejmuje to pełne odciążanie szyfrowania TLS/SSL, zapewniając bezpieczeństwo danych bez utraty wydajności.

4. Zaawansowana Wielodostępność i Jakość Usług

Zaawansowane mechanizmy izolacji pozwalają wielu grupom badawczym na bezpieczne współdzielenie tej samej infrastruktury, zachowując jednocześnie gwarancje wydajności i ochronę danych, maksymalizując wykorzystanie zasobów i zwrot z inwestycji.

Wymierne Wyniki: Metryki Wydajności i Wpływ na Badania

Wcześni użytkownicy technologii reprezentuje więcej niż tylko komponent sieciowy; jest strategiczną technologią umożliwiającą w środowiskach . Rozwiązując krytyczne wąskie gardła sieciowe, pozwala instytucjom badawczym zmaksymalizować inwestycje w obliczenia, przyspieszyć czas odkrycia i rozwiązywać coraz bardziej złożone pytania naukowe. Dla dyrektorów ds. obliczeń badawczych i CIO, przyjęcie technologii ConnectX-7 jest inwestycją zarówno w natychmiastowe zyski wydajności, jak i długoterminowe możliwości badawcze. zgłosili transformacyjne wyniki w wielu wymiarach:

Domena Zastosowań Metryka Ulepszenie Wpływ na Badania
Chemia Obliczeniowa Latencja MPI 45% Redukcji Szybsze symulacje dynamiki molekularnej
Badania Genomiki Szybkość Transferu Danych 3.8x Wzrost Przyspieszone potoki analizy genomu
Szkolenie AI Dostępność CPU 28% Więcej Rdzeni Większe modele, szybsze cykle szkoleniowe
Modelowanie Klimatu Czas Wykonania Symulacji 32% Redukcji Bardziej złożone modele, szybsze wyniki
Całkowity Koszt Posiadania Instytucji Moc na Gb/s 60% Redukcji Niższe koszty operacyjne, większa zrównoważoność
Podsumowanie: Umożliwienie Następnej Dekady Odkryć Naukowych

Mellanox ConnectX-7 reprezentuje więcej niż tylko komponent sieciowy; jest strategiczną technologią umożliwiającą badania akademickie. Rozwiązując krytyczne wąskie gardła sieciowe, pozwala instytucjom badawczym zmaksymalizować inwestycje w obliczenia, przyspieszyć czas odkrycia i rozwiązywać coraz bardziej złożone pytania naukowe. Dla dyrektorów ds. obliczeń badawczych i CIO, przyjęcie technologii ConnectX-7 jest inwestycją zarówno w natychmiastowe zyski wydajności, jak i długoterminowe możliwości badawcze.