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解決方案 SOLUTIONS
超算中心InfiniBand網(wǎng)絡(luò)和易飛揚(yáng)互連解決方案
來源: | 作者:pro6f912c | 發(fā)布時(shí)間: 2017-08-08 | 5428 次瀏覽 | 分享到:

        高性能計(jì)算(High Performance Computing，以下簡(jiǎn)稱HPC)，即超算中心HPC市場(chǎng)正在朝著使用異質(zhì)計(jì)算系統(tǒng)和提高能效比的方向發(fā)展：GPU、DSP和ARM處理器同時(shí)運(yùn)行，以實(shí)現(xiàn)用更少的能耗帶來更高的Petaflop(1千萬億次浮點(diǎn)計(jì)算/秒)值。IDC預(yù)測(cè)，HPC服務(wù)器市場(chǎng)要實(shí)現(xiàn)在2017年達(dá)到150億美元銷售額的目標(biāo)，每年的增速就必須要保持在7.3%左右。超級(jí)計(jì)算(Supercomputing)的應(yīng)用范圍非常廣泛，包括汽車制造模擬、天氣預(yù)報(bào)、分子生物學(xué)研究、地球物理學(xué)等，在這些領(lǐng)域中往往需要并行計(jì)算和處理大量的數(shù)據(jù)、進(jìn)行復(fù)雜的運(yùn)算。最近經(jīng)常被討論的大數(shù)據(jù)分析，也會(huì)用到超級(jí)計(jì)算。

 
        高性能模擬需要最高效的計(jì)算平臺(tái)。計(jì)算集群（Cluster）技術(shù)平臺(tái)由于其出色的生產(chǎn)力和靈活性，現(xiàn)已成為 HPC 模擬最常用的硬件解決方案。而計(jì)算集群Cluster技術(shù)平臺(tái)通常采用以下高速互聯(lián)技術(shù)進(jìn)行溝通，如：InfiniBand、高性能Ethernet(精簡(jiǎn)過的幀結(jié)構(gòu))、BlueGene、Gray等互聯(lián)技術(shù)，其中41.2%的超算中心采用了infiniBand互連技術(shù)。
 
 
        超算中心Top500中還有不少系統(tǒng)采用了以太網(wǎng)或者Cray的互連技術(shù)，但正是這些獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)讓infiniband在超算中大行其道，據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球超算中心Top500榜單中，有41.2%的系統(tǒng)采用了infiniband互連技術(shù)。
 
InfiniBand誕生的緣由：
 
 
 
        InfiniBand是一種輸入輸出（I/O）寬帶結(jié)構(gòu)，可以提高服務(wù)器各設(shè)備之間、網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)之間的通信速度，為將來的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)提高更高性能和無限擴(kuò)展性的寬帶服務(wù)。InfiniBand技術(shù)不是用于一般網(wǎng)絡(luò)連接的，它的主要設(shè)計(jì)目的是針對(duì)服務(wù)器端的連接問題的。因此，InfiniBand技術(shù)將會(huì)被應(yīng)用于服務(wù)器與服務(wù)器（比如復(fù)制，分布式工作等），服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備（比如SAN和直接存儲(chǔ)附件）以及服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)之間（比如LAN， WANs和the Internet）的通信。超算中心是一個(gè)龐大的系統(tǒng)，正因如此，超算系統(tǒng)的建設(shè)并非是簡(jiǎn)單的硬件堆砌，除了CPU、GPU等核心部件，網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)也是決定超算計(jì)算能力和計(jì)算效率的重要部分。

InfiniBand的優(yōu)勢(shì)
        對(duì)于InfiniBand架構(gòu)來講，提供比現(xiàn)有總線技術(shù)更高的數(shù)據(jù)傳輸速度是它相對(duì)于現(xiàn)有PCI總線架構(gòu)的優(yōu)勢(shì)之一，它的另外一個(gè)優(yōu)勢(shì)就是采用了點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的交換模式，而不是共享總線的模式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳送。共享總線模式的最大缺點(diǎn)在于當(dāng)一個(gè)設(shè)備占據(jù)總線時(shí)，其它設(shè)備只能等待。目前的PCI設(shè)備大部分是Master設(shè)備，或稱之為主設(shè)備，與Slave（從）設(shè)備的區(qū)別在于，它會(huì)不斷地發(fā)出詢問信號(hào)探測(cè)總線是否有人占用，如果總線空閑，而它又恰好要使用，它會(huì)向總線控制器申請(qǐng)占據(jù)總線一段時(shí)間，降低了系統(tǒng)的工作效率。
 
InfinBand通常采用非阻塞的Fat-Tree架構(gòu)進(jìn)行互連，從傳統(tǒng)的3-tier數(shù)據(jù)中心架構(gòu)變?yōu)門op of Rack (TOR)和aggregation layers（匯聚層）的2層架構(gòu)。
 
Infiniband技術(shù)發(fā)展線路圖和InfiniBand交換機(jī)主流設(shè)備商名單，（易飛揚(yáng)產(chǎn)品可以兼容Mellanox, Intel, IBM 等主流設(shè)備廠家的InfiniBand交換機(jī)設(shè)備）
 
 
        2016年02月23日，位于比利時(shí)的佛蘭德超級(jí)計(jì)算中心（VSC）已采用Mellanox的端到端100Gb/s EDR互連解決方案，將其與NEC公司的全新LX系列超級(jí)計(jì)算機(jī)相集成。該系統(tǒng)未來將成為比利時(shí)最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)(Tier-1)以及第一個(gè)完整的端到端EDR 100Gb/s InfiniBand系統(tǒng)，同時(shí)它也是EDR InfiniBand技術(shù)在全球部署量日益增長的另一大例證。
 
         面對(duì)超算中心InfiniBand互連應(yīng)用，提供完整的產(chǎn)品線，工作速率覆蓋 QDR、FDR和EDR根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景，可提供不同的方案組合（高性能電纜、光纜AOC和光模塊都可選），為客戶的方案選擇提供了極大的便利，產(chǎn)品線如下所示： 
 

Gigalight product model

Operating rate

Encapsulation mode

Type

Working distance

GQS-PC400-0xC

40GE, QDR

QSFP+ DAC

Copper Cable

5m

GQS-AC400-0xC

40GE, QDR

QSFP+ Active Copper Cable

Copper Cable

10m

GQS-MDO560-XXXC

56GE, FDR

QSFP+ AOC

Optical fiber 850nm

150m(OM4)

GQS-MDO400-XXXC

40GE, QDR

QSFP+ AOC

Optical fiber 850nm

400m(OM4)

GM-SDO400-XXXC

40GE, QDR

QSFP+ AOC

 

Optical fiber 1310nm

2km

GQS-MPO400-SR4

40GE, QDR

QSFP + Optical module

Multiple-mode 850nm

400m(OM4) 8-core

GQS-SPO400-LR4C

40GE, QDR

QSFP + Optical Module

Single-mode LR4

10km 2-core

GQM-SPO400-IR4C

40GE, QDR

QSFP + Optical Module

PSM Single-mode

1310nm

2km 8-core

GQM-SPO400-LR4C

40GE, QDR

QSFP+ TransceiverQSFP + Optical Module

PSM Single-mode

1310nm

10km 8-core

GQS-PC101-0XXC

100GE, EDR

QSFP28 DAC

Copper Cable

3m

GQS-4P28+PC-XXC

100GE, EDR

QSFP28 to 4x SFP28 DAC

Copper Cable

3m

GQS-MDO101-XXXC

100GE, EDR

QSFP28 AOC

Multiple-mode 850nm

100m(OM4)

GQP-MDO101-XXXC

100GE, EDR

QSFP28 to 4x SFP28 AOC

Multiple-mode 850nm

100m(OM4)

GQS-MPO101-SR4C

100GE, EDR

QSFP28 Transceiver

QSFP28 Optical Module

Multiple-mode 850nm

100m(OM4) 8-core

GQM-SPO101-IR4C

100GE, EDR

QSFP28 Transceiver

QSFP28 Optical Module

Single-mode PSM 1310nm

2km 8-core

GQS-MPO101-IR4C

100GE, EDR

QSFP28 Transceiver

QSFP28 Optical Module

Single-mode CLR4

2km 2-core

GQS-MPO101-LR4C

100GE, EDR

QSFP28 TransceiverQSFP28 Optical Module

Single-mode LR4

10km 2-core

 
  

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