Tarjetas de red Infiniband

¿Qué es un adaptador InfiniBand?

Las tarjetas de red o las tarjetas de interfaz de red que se utilizan en los servidores se comunican con conmutadores, sistemas de almacenamiento, otros servidores o clientes. Dado que algunas conexiones requieren diferentes prestaciones, velocidades o protocolos, existen también diferentes tipos de tarjetas de red, como los adaptadores RJ-45, las NIC SFP+ o las tarjetas InfiniBand.

La tecnología de red InfiniBand ofrece una solución especial cuando se requiere el máximo ancho de banda, baja latencia y alta fiabilidad. El protocolo InfiniBand es multicapa, altamente eficiente y permite la transferencia de datos directamente a través de RDMA (Remote Direct Memory Access). Esto alivia considerablemente la carga de la CPU. Los datos se transfieren directamente entre las memorias de trabajo de dos sistemas, lo que se traduce en retrasos de transmisión de red significativamente menores que, por ejemplo, con Ethernet.

Los adaptadores InfiniBand se conectan físicamente al sistema host a través de la interfaz PCIe, al igual que las «NIC estándar». Esta arquitectura permite una baja latencia, un alto ancho de banda y una buena escalabilidad. Por ello, los adaptadores PCIe InfiniBand se utilizan a menudo en ordenadores de alto rendimiento (HPC), aplicaciones de inteligencia artificial y big data (por ejemplo, clústeres de almacenamiento, entrenamiento de IA), cálculos científicos o simulaciones. Gracias a las altas velocidades de transferencia y a la comunicación con pocas pérdidas, también se pueden procesar de forma eficiente grandes cantidades de datos, cargas de trabajo que requieren un gran poder de cálculo o procesos paralelos.

En el sector del almacenamiento también se utilizan con frecuencia los adaptadores InfiniBand: permiten un acceso rápido y fiable a los sistemas SAN y las bases de datos. La conexión física se realiza normalmente mediante cables de fibra óptica o cables Twinax y se complementa con conmutadores InfiniBand especiales y transceptores adecuados.

Al igual que las NIC RJ-45 o los HBA, los adaptadores InfiniBand también están disponibles en diferentes versiones. Las tarjetas enchufables InfiniBand PCIe están disponibles en versiones de perfil bajo y de perfil completo. Para blades o nodos se utilizan adaptadores InfiniBand mezzanine. Las tarjetas enchufables InfiniBand también se denominan a menudo adaptadores de canal host (HCA) y, en ocasiones, erróneamente «QSFP-NIC». Aunque los adaptadores QSFP y las NIC InfiniBand son similares en apariencia y ambos funcionan con redes de alta velocidad, se trata de tarjetas enchufables diferentes con distintos protocolos y fines de uso.

Las características de las NIC InfiniBand son el uso del protocolo InfiniBand (tecnología: RDMA; IPoIB opcional para comunicación basada en IP con baja latencia). La latencia es extremadamente baja y el rendimiento muy alto: dependiendo de la generación, 40, 100 o incluso hasta 400 Gbit/s. Las QSFP-NIC, por su parte, describen principalmente el tipo de conector (Quad Small Form-factor Pluggable) y suelen estar basadas en Ethernet. Algunos modelos también son compatibles con InfiniBand, pero no es lo habitual. Las QSFP-NIC también tienen una latencia baja y un rendimiento típico de 40 Gbit/s.

InfiniBand frente a Ethernet

InfiniBand se utiliza principalmente en el ámbito de alto rendimiento, mientras que Ethernet se utiliza más bien para conectar dispositivos finales. Una diferencia fundamental es el ancho de banda: mientras que las conexiones Ethernet clásicas no tienen requisitos de ancho de banda especialmente elevados, una red InfiniBand ofrece una transmisión de alta velocidad con un rendimiento significativamente mayor. La tecnología RDMA alivia considerablemente la carga de la CPU y permite un tráfico de datos rápido, incluso con grandes volúmenes de datos o transferencias de datos paralelas.

Los tiempos de latencia de Ethernet e InfiniBand también difieren significativamente. Una baja latencia es crucial, especialmente en centros de datos de alto rendimiento o aplicaciones en tiempo real (por ejemplo, transacciones financieras). Las tarjetas de red InfiniBand se han desarrollado especialmente para latencias extremadamente bajas, mientras que las NIC Ethernet clásicas, en particular las conexiones basadas en TCP/IP, presentan tiempos de latencia significativamente más altos. InfiniBand utiliza un protocolo ligero con identificadores locales (LID), lo que minimiza la sobrecarga. Además, los datos críticos en cuanto a latencia pueden tratarse de forma prioritaria, y un sistema de control de flujo controla con precisión los flujos de datos para evitar sobrecargas.

En cuanto a la fiabilidad, ambas tecnologías se consideran estables, cada una con sus propias ventajas. InfiniBand destaca por su gran estabilidad, incluso en entornos de centros de datos complejos, con cargas elevadas y flujos de datos paralelos. Ethernet, por su parte, ofrece una solución probada y económica para un uso generalizado. Su enorme compatibilidad y los modernos estándares de 10, 25, 40 o incluso 100 gigabits hacen de Ethernet una práctica consolidada en el día a día.

Ventajas de InfiniBand

En lo que respecta al rendimiento, la latencia y las soluciones de conexión escalables, ninguna otra tarjeta enchufable puede competir con las tarjetas InfiniBand. Especialmente en los ámbitos de HPC, computación en la nube, IA, big data y finanzas, así como en aplicaciones de almacenamiento de alto rendimiento, destacan por su gran ancho de banda, fiabilidad y bajos tiempos de latencia. Contribuyen activamente a lograr una alta eficiencia del servidor y una mayor productividad en el ámbito de aplicación.

Al realizar el movimiento de datos a través de RDMA (Remote Direct Memory Access), se alivia considerablemente la carga de la CPU, que puede procesar otras cargas de trabajo de forma eficiente y ultrarrápida. Esto es especialmente relevante en simulaciones, algoritmos paralelos y grandes volúmenes de datos, como los que se dan en los centros de datos modernos y los entornos de entrenamiento de IA.

Compre tarjetas NIC InfiniBand para servidores a buen precio

Al igual que con las tarjetas de red RJ-45, al comprar tarjetas de red InfiniBand para servidores también se beneficia de un hardware reacondicionado y económico. Los adaptadores están en perfecto estado técnico y son casi nuevos, pero mucho más baratos que los productos nuevos comparables.

A la hora de seleccionar la tarjeta deseada, debe tener en cuenta los siguientes puntos:

• Compatibilidad con el dispositivo
  Compruebe cuántos y qué adaptadores se pueden instalar en el servidor existente (por ejemplo, placa de ranura de perfil bajo o de perfil completo) y qué modelos e interfaces (por ejemplo, PCIe 3.0 x8 o superior) son compatibles con el sistema host.
• Velocidad de transferencia de datos
  Existen diversas tarjetas de red InfiniBand para servidores, con una velocidad de transferencia de datos de 100, 200 o incluso 400 gigabits por segundo, según las necesidades. Cuanto más intensivas en datos sean las aplicaciones, mayor deberá ser la velocidad de transferencia seleccionada.
• Número de puertos
  El número de puertos debe depender del número de conexiones que se necesiten simultáneamente, por ejemplo, para flujos de datos paralelos o rutas redundantes.
• Funciones especiales
  Dependiendo de la aplicación, puede ser conveniente prestar atención a funciones especiales como Virtual Protocol Interconnect (VPI), Multi-Host, Socket Direct, velocidades HDR, EDR o FDR, así como la compatibilidad con PCIe 4.0 o PCIe 5.0.

Comparación de velocidades de InfiniBand

Para el entrenamiento de IA con varias GPU, las conexiones por debajo de 100 Gbit/s apenas tienen sentido, ya que pueden provocar rápidamente cuellos de botella. El rendimiento real también depende de factores como la versión PCIe, la compatibilidad con RDMA, la arquitectura del conmutador y la pila de software utilizada.

En cualquier caso, es inteligente apostar por hardware usado de alta calidad y bajo coste, lo que protege tanto el bolsillo como el medio ambiente. Si no ha encontrado el adaptador InfiniBand, los transceptores o los conmutadores adecuados en nuestra tienda, no dude en ponerse en contacto con nosotros.

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