उच्च-प्रदर्शन कंप्यूटिंग नेटवर्क समाधानः इनफिनिबैंड सुपरकंप्यूटिंग प्रदर्शन में सफलताओं को चलाता है

परिचय:वैज्ञानिक अनुसंधान, कृत्रिम बुद्धिमत्ता और जटिल सिमुलेशन में कंप्यूटिंग शक्ति की अथाह मांग उच्च प्रदर्शन कंप्यूटिंग (एचपीसी) की सीमाओं को आगे बढ़ा रही है।जैसे-जैसे सुपरकंप्यूटर पेटाफ्लोप से एक्साफ्लोप पैमाने पर विकसित होते हैं, एक महत्वपूर्ण बाधा सामने आई हैः इंटरकनेक्ट।पारंपरिक नेटवर्क कपड़े आधुनिक समानांतर कंप्यूटिंग के विशाल डेटा थ्रूपुट और अति-कम विलंबता आवश्यकताओं के साथ तालमेल रखने के लिए संघर्ष कर रहे हैंयह वह जगह हैमेलनॉक्स इन्फिनिबैंडप्रौद्योगिकी चुनौती के लिए उठता है, मौलिक प्रदान करता हैसुपरकंप्यूटर नेटवर्कएक ऐसा कपड़ा जो वास्तविक प्रदर्शन सफलताओं को सक्षम करता है, यह सुनिश्चित करता है कि हजारों कंप्यूटिंग नोड्स एक एकल, शक्तिशाली प्रणाली के रूप में एक साथ काम कर सकें।

परिदृश्यएचपीसीकार्यभार अब केवल कच्चे फ्लोटिंग-पॉइंट गणना के बारे में नहीं है; वे तेजी से डेटा-केंद्रित हैं,जिसमें बड़े डेटासेट शामिल हैं और एक क्लस्टर में नोड्स के बीच तेजी से संचार की आवश्यकता होती हैचाहे वह जलवायु मॉडल का अनुकरण कर रहा हो, जीनोमिक अनुक्रमों को डिकोड कर रहा हो, या बड़े पैमाने पर एआई मॉडल को प्रशिक्षित कर रहा हो, ये अनुप्रयोग नेटवर्क प्रदर्शन द्वारा गंभीर रूप से प्रतिबंधित हैं।मुख्य चुनौतियों में शामिल हैं:

• I/O फ्लाट ग्लॉस:भंडारण, कंप्यूटिंग नोड्स और GPU के बीच अक्षम डेटा आंदोलन महंगे प्रोसेसरों को निष्क्रिय कर सकता है, कंप्यूटेशनल चक्रों को बर्बाद कर सकता है और समाधान के लिए समय बढ़ा सकता है।
• संचार विलंबताःजैसे-जैसे एप्लिकेशन सैकड़ों हज़ारों कोर तक बढ़ते हैं, संदेश पासिंग इंटरफेस (एमपीआई) संचार में माइक्रोसेकंड की देरी भी समग्र एप्लिकेशन प्रदर्शन को तेजी से खराब कर सकती है।
• स्केलेबिलिटी की सीमाएँःपारंपरिक ईथरनेट नेटवर्क चरम पैमाने पर भीड़भाड़ और जटिलता के मुद्दों का सामना करते हैं, जिससे बड़े पैमाने पर तैनाती में अनुमानित प्रदर्शन बनाए रखना मुश्किल हो जाता है।
• बिजली और लागत दक्षता:अक्षम नेटवर्किंग के साथ एक्सास्केल प्रणाली का निर्माण आर्थिक और पर्यावरणीय रूप से अस्थिर है, केवल डेटा आंदोलन के लिए भारी शक्ति की आवश्यकता होती है।

इन चुनौतियों के लिए एक नई प्रतिमान की आवश्यकता है।सुपरकंप्यूटर नेटवर्क, एक है कि जमीन से ऊपर के लिए exascale कंप्यूटिंग की आवश्यकताओं के लिए बनाया गया है।

मेलनॉक्स इन्फिनिबैंडपारंपरिक नेटवर्क की सीमाओं को दूर करने के लिए विशेष रूप से डिज़ाइन किया गया एक व्यापक एंड-टू-एंड समाधान प्रदान करता है। यह केवल तेज इंटरकनेक्ट नहीं है;यह एक स्मार्ट कपड़ा है जो आधुनिक के साथ सहजता से एकीकृत करता हैएचपीसीइस समाधान में कई प्रमुख तकनीकी नवाचार शामिल हैंः

यह एक क्रांतिकारी दृष्टिकोण है जो सीपीयू से स्विच नेटवर्क में सामूहिक संचालन (जैसे, कटौती, प्रसारण) को ऑफलोड करता है।SHARP नेटवर्क से गुजरने वाले डेटा की मात्रा और कंप्यूटिंग नोड्स से आवश्यक संचालन की संख्या को काफी कम करता है, एमपीआई संचालन को तेज करता है और कंप्यूटिंग के लिए सीपीयू संसाधनों को मुक्त करता है।

Mellanox InfiniBand 500 नैनोसेकंड से कम अंत से अंत तक विलंबता प्रदान करता है और 200 Gb/s, 400 Gb/s और उससे अधिक की बैंडविड्थ गति प्रदान करता है।सीपीयू और जीपीयू को अधिकतम उपयोग पर काम करने की अनुमति देना.

इनफिनिबैंड कपड़े को एक गैर-ब्लॉकिंग फैट-ट्री टोपोलॉजी के साथ डिज़ाइन किया गया है जो प्रदर्शन में गिरावट के बिना हजारों नोड्स तक निर्बाध स्केलिंग को सक्षम करता है।अनुकूली रूटिंग और भीड़ नियंत्रण तंत्र भारी भार के तहत भी कुशल डेटा प्रवाह सुनिश्चित करते हैं, पूर्वानुमानित प्रदर्शन बनाए रखते हुए।

InfiniBand GPUDirect® तकनीक का समर्थन करता है, जो GPU को सीपीयू और होस्ट मेमोरी को दरकिनार करते हुए, सीधे नेटवर्क पर डेटा स्थानांतरित करने की अनुमति देता है। यह AI और ML वर्कलोड के लिए महत्वपूर्ण है। इसी तरह,NVMe over Fabrics (NVMe-oF) समर्थन स्थानीय गति पर दूरस्थ भंडारण पहुँच प्रदान करता है, आई/ओ की बाधाओं को दूर करना।

के कार्यान्वयन के लिएमेलनॉक्स इन्फिनिबैंडमें प्रमुख प्रदर्शन मेट्रिक्स में नाटकीय, मापने योग्य सुधार प्रदान करता हैएचपीसीये परिणाम लगातार दुनिया के प्रमुख सुपरकंप्यूटिंग केंद्रों में प्रदर्शित किए जाते हैं।

एक्सास्केल कंप्यूटिंग और उससे आगे की यात्रा मूल रूप से एक नेटवर्किंग चुनौती है।मेलनॉक्स इन्फिनिबैंडइस यात्रा को संभव बनाने के लिए अपरिहार्य कपड़ा साबित हुआ है। विलंबता, बैंडविड्थ, स्केलेबिलिटी और दक्षता की महत्वपूर्ण समस्याओं को हल करके,यह शोधकर्ताओं और इंजीनियरों को बुनियादी ढांचे की सीमाओं से बाधित होने के बजाय अपने मूल मिशन पर ध्यान केंद्रित करने देता हैजैसे-जैसे एआई, सिमुलेशन और डाटा एनालिटिक्स एक दूसरे के करीब आते जा रहे हैं, उन्नत प्रौद्योगिकी की भूमिका बढ़ रही है।सुपरकंप्यूटर नेटवर्ककेवल तकनीकी प्रगति के लिए अधिक केंद्रीय हो जाएगा।

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