Bộ điều hợp mạng NVIDIA: Những cân nhắc chính cho khả năng thích ứng và giảm tải băng thông cao, độ trễ thấp

Trong môi trường điện toán chuyên sâu dữ liệu ngày nay, hiệu suất mạng đã trở thành một nút thắt cổ chai quan trọng. Bộ điều hợp mạng NVIDIA được thiết kế để giải quyết thách thức này thông qua việc giảm tải phần cứng tiên tiến và khả năng băng thông cao, giúp chuyển đổi mạng trung tâm dữ liệu.

Các giao diện mạng truyền thống gặp khó khăn trong việc đáp ứng nhu cầu của các ứng dụng hiện đại, đặc biệt là trong đào tạo AI, điện toán hiệu suất cao và cơ sở hạ tầng đám mây. Cách tiếp cận của NVIDIA kết hợp một số công nghệ chính để mang lại hiệu suất vượt trội:

• RDMA (Truy cập bộ nhớ trực tiếp từ xa): Cho phép truy cập bộ nhớ trực tiếp giữa các hệ thống mà không liên quan đến CPU
• RoCE (RDMA qua Ethernet hội tụ): Mở rộng khả năng RDMA cho các mạng Ethernet tiêu chuẩn
• Công cụ giảm tải phần cứng: Xử lý các giao thức mạng trong phần cứng chuyên dụng
• Kiến trúc đa hàng đợi: Phân phối xử lý mạng trên nhiều lõi CPU

Bộ điều hợp mạng NVIDIA, bao gồm dòng ConnectX và DPUs BlueField, mang lại những lợi thế đáng kể cho môi trường mạng hiệu suất cao. Sự kết hợp của công nghệ RDMA và RoCE làm giảm độ trễ lên đến 70% so với mạng TCP/IP truyền thống trong khi giảm mức sử dụng CPU tới 50%.

Các bộ điều hợp này hỗ trợ tốc độ từ 25GbE đến 400GbE, khiến chúng trở nên lý tưởng cho các ứng dụng chuyên sâu dữ liệu. Khả năng giảm tải phần cứng mở rộng ra ngoài mạng cơ bản để bao gồm:

• Xử lý giao thức lưu trữ (NVMe-oF, iSER)
• Các chức năng bảo mật bao gồm tăng tốc IPsec và TLS
• Giảm tải chuyển đổi ảo cho mạng do phần mềm xác định
• Chất lượng dịch vụ (QoS) và quản lý lưu lượng

Trong khối lượng công việc AI và học máy, card mạng NVIDIA cho phép mở rộng hiệu quả trên nhiều máy chủ. Khả năng băng thông cao cho phép đào tạo mô hình nhanh hơn bằng cách giảm chi phí giao tiếp giữa các nút. Công nghệ RDMA chứng minh đặc biệt có giá trị trong những môi trường này bằng cách cho phép giao tiếp GPU-to-GPU trực tiếp trên mạng.

Đối với các ứng dụng lưu trữ, sự kết hợp giữa mạng hiệu suất cao và giảm tải NVMe-oF mang lại hiệu suất lưu trữ gần như cục bộ từ các hệ thống lưu trữ từ xa. Điều này cho phép các kiến trúc lưu trữ linh hoạt và có thể mở rộng hơn mà không ảnh hưởng đến hiệu suất.

Việc triển khai thành công bộ điều hợp mạng NVIDIA đòi hỏi phải lập kế hoạch cẩn thận. Cơ sở hạ tầng mạng phải hỗ trợ các tính năng cần thiết, bao gồm Cầu trung tâm dữ liệu (DCB) cho các triển khai RoCE. Cấu hình thích hợp của trình điều khiển và chương trình cơ sở Mellanox là điều cần thiết để tận dụng tối đa các khả năng của phần cứng.

Khi đánh giá card mạng NVIDIA cho môi trường của bạn, hãy xem xét các yếu tố sau:

• Yêu cầu và độ nhạy về độ trễ của ứng dụng
• Khả năng tương thích với cơ sở hạ tầng mạng hiện có
• Mục tiêu và ràng buộc sử dụng CPU
• Nhu cầu về khả năng mở rộng trong tương lai và dự báo tăng trưởng

Các khả năng tiên tiến của bộ điều hợp mạng NVIDIA, đặc biệt thông qua việc triển khai RDMA và RoCE, thể hiện một bước tiến đáng kể trong công nghệ mạng hiệu suất cao. Bằng cách giảm độ trễ và chi phí CPU trong khi tăng băng thông, các giải pháp này cho phép các cấp độ hiệu suất ứng dụng và hiệu quả trung tâm dữ liệu mới.

Khi khối lượng công việc chuyên sâu dữ liệu tiếp tục phát triển, tầm quan trọng của cơ sở hạ tầng mạng được tối ưu hóa sẽ chỉ tăng lên. Cách tiếp cận toàn diện của NVIDIA đối với việc tăng tốc mạng định vị các bộ điều hợp này là các thành phần quan trọng trong các kiến trúc trung tâm dữ liệu hiện đại.