एचपीसी नेटवर्क तुलना: इन्फिनिबैंड बनाम ईथरनेट

तारीख: 12 नवंबर, 2023

एक्सास्केल कंप्यूटिंग और जटिल एआई वर्कलोड की निरंतर खोज ने उच्च-प्रदर्शन कंप्यूटिंग (एचपीसी) बुनियादी ढांचे को उसकी सीमाओं तक धकेल दिया है। इस विकास के केंद्र में एक महत्वपूर्ण वास्तुशिल्प निर्णय निहित है: इंटरकनेक्ट फैब्रिक का चुनाव। इन्फिनिबैंड बनाम ईथरनेट की बहस कुशल एचपीसी नेटवर्किंग वातावरण को डिजाइन करने के लिए केंद्रीय है। NVIDIA द्वारा मेलेनोक्स के अधिग्रहण के साथ, उच्च-प्रदर्शन इंटरकनेक्ट में एक नेता, यह प्रतिस्पर्धा तेज हो गई है, जो उद्यम और अनुसंधान ग्राहकों के लिए नवाचार और बाध्यकारी डेटा-संचालित तुलनाओं को चला रही है।

कच्चा प्रदर्शन प्राथमिक विभेदक है। इन्फिनिबैंड, विशेष रूप से कम-विलंबता, उच्च-थ्रूपुट डेटा सेंटर वातावरण के लिए डिज़ाइन किया गया है, का एक महत्वपूर्ण लाभ है।

• विलंबता: इन्फिनिबैंड लगातार 600 नैनोसेकंड से कम एंड-टू-एंड विलंबता प्रदान करता है, जो कसकर जुड़े सिमुलेशन में एमपीआई (संदेश पासिंग इंटरफेस) संचार के लिए महत्वपूर्ण है। ईथरनेट, यहां तक ​​कि RoCE (कनवर्ज्ड ईथरनेट पर RDMA) के साथ भी, आमतौर पर माइक्रोसेकंड रेंज (>1.2 µs) में संचालित होता है, जो समानांतर वर्कलोड में बाधाएं पेश करता है।
• थ्रूपुट: जबकि दोनों प्रौद्योगिकियां 200G और 400G समाधान प्रदान करती हैं, इन्फिनिबैंड का भीड़ नियंत्रण और अनुकूली रूटिंग अधिक सुसंगत और कुशल बैंडविड्थ उपयोग सुनिश्चित करता है, जिससे एप्लिकेशन प्रदर्शन अधिकतम होता है।

उन अनुप्रयोगों के लिए जहां समाधान का समय सर्वोपरि है, जैसे जलवायु मॉडलिंग या जीनोमिक अनुक्रमण, यह प्रदर्शन अंतर सीधे अनुसंधान त्वरण में अनुवादित होता है।

बुनियादी मेट्रिक्स से परे, इन्फिनिबैंड का आर्किटेक्चर प्रतिमान-शिफ्टिंग विशेषताएं पेश करता है जो ईथरनेट को मेल खाने के लिए संघर्ष करती हैं।

• SHARP (स्केलेबल पदानुक्रमित एग्रीगेशन और रिडक्शन प्रोटोकॉल): मेलेनोक्स इन्फिनिबैंड स्विच की यह अभूतपूर्व विशेषता नेटवर्क फैब्रिक के भीतर अंकगणितीय संचालन (जैसे एमपीआई रिडक्शन) करती है, इस कार्य को सीपीयू से हटा देती है। यह सामूहिक संचालन को 50% तक तेज कर सकता है, जो मानक ईथरनेट में उपलब्ध नहीं है।
• नेटिव भीड़ नियंत्रण: इन्फिनिबैंड का अंतर्निहित अनुकूली रूटिंग हॉटस्पॉट से बचने के लिए गतिशील रूप से ट्रैफ़िक का प्रबंधन करता है। ईथरनेट भीड़ प्रबंधन के लिए अतिरिक्त प्रोटोकॉल (जैसे, DCQCN) पर निर्भर करता है, जो कम कुशल हो सकता है और जटिल ट्यूनिंग की आवश्यकता होती है।

सामान्य प्रयोजन डेटा केंद्रों में ईथरनेट का प्रभुत्व परिचितता और पारिस्थितिकी तंत्र के आधार पर एक सम्मोहक मामला प्रस्तुत करता है।

• सर्वव्यापकता और कौशल सेट: ईथरनेट को सार्वभौमिक रूप से समझा जाता है, और नेटवर्क इंजीनियरों का एक विशाल पूल इसके प्रबंधन और समस्या निवारण से परिचित है। यह परिचालन ओवरहेड और प्रशिक्षण लागत को कम कर सकता है।
• अभिसरण: एक ही ईथरनेट फैब्रिक संभावित रूप से स्टोरेज, डेटा और प्रबंधन ट्रैफ़िक ले जा सकता है, जिससे नेटवर्क आर्किटेक्चर सरल हो जाता है। हालाँकि, इस अभिसरण के लिए अक्सर प्रदर्शन-संवेदनशील एचपीसी नेटवर्किंग ट्रैफ़िक की सुरक्षा के लिए जटिल QoS नीतियों की आवश्यकता होती है।
• लागत: ऐतिहासिक रूप से, ईथरनेट घटकों में कम मूल्य टैग होता था। हालाँकि, उच्च गति वाले ईथरनेट की शुरुआत के साथ अंतर काफी कम हो गया है और प्रदर्शन-प्रति-वाट और प्रदर्शन-प्रति-डॉलर पर विचार करते हुए कुल स्वामित्व लागत (TCO) अक्सर समर्पित एचपीसी क्लस्टर के लिए इन्फिनिबैंड का पक्ष लेती है।

इन्फिनिबैंड और ईथरनेट के बीच का चुनाव इस बात का मामला नहीं है कि कौन सार्वभौमिक रूप से बेहतर है, बल्कि यह कि विशिष्ट वर्कलोड के लिए कौन सा इष्टतम है। शुद्ध, मिशन-क्रिटिकल एचपीसी नेटवर्किंग वातावरण के लिए—जहां जटिल गणनाओं के लिए सबसे तेज़ समय-से-समाधान प्राप्त करना प्राथमिक लक्ष्य है—इन्फिनिबैंड, मेलेनोक्स तकनीक द्वारा संचालित, निर्विवाद प्रदर्शन नेता बना हुआ है। इसकी उन्नत इन-नेटवर्क कंप्यूटिंग क्षमताएं और बेहतर दक्षता अनुसंधान और एआई-संचालित उद्यमों के लिए एक मूर्त आरओआई प्रदान करती हैं। इसके विपरीत, मिश्रित-वर्कलोड वातावरण या क्लस्टर के लिए जहां चरम प्रदर्शन कम महत्वपूर्ण है, उच्च गति वाला ईथरनेट एक परिचित और सक्षम विकल्प प्रदान करता है।