Karty sieciowe NVIDIA: Uwolnienie wysokiej przepustowości i niskich opóźnień dzięki zaawansowanej technologii offload

W erze przyspieszonego przetwarzania komputerowego wydajność sieci stała się krytycznym wąskim gardłem dla obciążeń AI, HPC i chmur. Karty sieciowe NVIDIA zostały zaprojektowane tak, aby zapewniać niespotykanie wysoką wydajność sieciową dzięki inteligentnym technologiom odciążania i akceleracji sprzętowej.

Podejście firmy NVIDIA do akceleracji sieci opiera się na trzech podstawowych filarach, które wspólnie eliminują tradycyjne wąskie gardła w sieci:

• Silniki odciążające sprzęt- Dedykowane procesory do obsługi protokołów
• Technologia RDMA- Zdalny bezpośredni dostęp do pamięci w celu przesyłania danych bez kopiowania
• Optymalizacja RoCE- RDMA przez konwergentny Ethernet dla bezproblemowej integracji

Technologia RDMA (Remote Direct Memory Access) reprezentuje zmianę paradygmatu w sposobie komunikacji serwerów. Umożliwiając bezpośredni dostęp do pamięci pomiędzy systemami bez angażowania procesora, RDMA osiąga:

• Opóźnienie poniżej mikrosekundy w komunikacji między węzłami
• Prawie zerowe wykorzystanie procesora podczas przesyłania danych
• Przepustowość liniowa na szybkich interfejsach
• Zwiększona skalowalność dla aplikacji rozproszonych

Wdrożenie przez firmę NVIDIA protokołu RDMA poprzez adaptery serii ConnectX stało się złotym standardem w środowiskach obliczeniowych o wysokiej wydajności.

Technologia RoCE (RDMA over Converged Ethernet) wypełnia lukę w wydajności pomiędzy wyspecjalizowanymi połączeniami wzajemnymi a standardowymi sieciami Ethernet. Implementacja RoCE v2 firmy NVIDIA zapewnia:

• Bezproblemowa integracja z istniejącą infrastrukturą sieciową
• Możliwości bezstratnej sieci Ethernet poprzez PFC i ECN
• Gwarancja jakości usług typu end-to-end
• Kompatybilność ze standardowym sprzętem sieciowym

Oprócz RDMA i RoCE, karty sieciowe NVIDIA zawierają kompleksowe silniki odciążające, które obsługują różne funkcje sieciowe w sprzęcie:

• Odciążanie protokołu TCP/IP- Pełne przetwarzanie protokołu w sprzęcie NIC
• Inicjacja NVMe-oF— Natywna obsługa dezagregacji pamięci masowej
• Technologia GPU Direct- Bezpośredni transfer danych pomiędzy siecią a pamięcią GPU
• Odciążenia zabezpieczeń- Szyfrowanie i uwierzytelnianie przyspieszane sprzętowo

Niezależne testy i wdrożenia u klientów demonstrują rewolucyjny wpływ technologii kart sieciowych NVIDIA:

• Do 80% redukcji opóźnień aplikacji w porównaniu do sieci opartych na oprogramowaniu
• Zmniejszenie wykorzystania procesora o 50–70% w przypadku obciążeń intensywnie korzystających z sieci
• Stała wydajność łącza 200 Gb/s przy minimalnym jitterze
• Zwiększona efektywność energetyczna dzięki zmniejszonej liczbie serwerów i zużyciu energii

Korzyści z wysokowydajnej technologii sieciowej NVIDIA rozciągają się na wiele dziedzin:

• Klastry szkoleniowe AI— Przyspieszona synchronizacja parametrów pomiędzy węzłami GPU
• Usługi finansowe- Bardzo niskie opóźnienia dla systemów handlu algorytmicznego
• Badania dotyczące opieki zdrowotnej- Wysokoprzepustowy przepływ danych do analizy genomicznej
• Media i rozrywka- Współpraca w czasie rzeczywistym nad dużymi plikami multimedialnymi

W miarę ewolucji aplikacji przetwarzających duże ilości danych zapotrzebowanie na zaawansowane funkcje odciążania sieci będzie tylko rosło. Ciągłe innowacje firmy NVIDIA w technologii kart sieciowych zapewniają organizacjom możliwość bezpośredniego sprostania tym wyzwaniom.

Połączenie RDMA, RoCE i kompleksowych odciążeń sprzętowych sprawia, że ​​karty sieciowe NVIDIA są niezbędnymi komponentami nowoczesnej infrastruktury sieciowej o wysokiej wydajności.Dowiedz się więcejo tym, jak te technologie mogą zmienić wydajność centrum danych.