Scheda di rete Infiniband

Che cos'è un adattatore InfiniBand?

Le schede di rete o le schede di interfaccia di rete utilizzate nei server comunicano con switch, sistemi di archiviazione, altri server o client. Poiché alcune connessioni richiedono prestazioni, velocità o protocolli diversi, esistono anche diversi tipi di schede di rete, come adattatori RJ-45, NIC SFP+ o schede InfiniBand.

La tecnologia di rete InfiniBand offre una soluzione speciale quando sono richiesti larghezza di banda massima, bassa latenza e alta affidabilità. Il protocollo InfiniBand è infatti multistrato, altamente efficiente e consente il trasferimento dei dati direttamente tramite RDMA (Remote Direct Memory Access). Ciò alleggerisce notevolmente il carico della CPU. I dati vengono trasferiti direttamente tra le memorie di lavoro di due sistemi, con conseguenti ritardi di trasmissione di rete notevolmente inferiori rispetto, ad esempio, a Ethernet.

Gli adattatori InfiniBand si collegano fisicamente al sistema host tramite l'interfaccia PCIe, proprio come le “NIC standard”. Questa architettura offre una bassa latenza, un'elevata larghezza di banda e una buona scalabilità. Pertanto, gli adattatori PCIe InfiniBand sono spesso utilizzati in computer ad alte prestazioni (HPC), applicazioni di intelligenza artificiale e big data (ad es. clustering di archiviazione, formazione di intelligenza artificiale), calcoli scientifici o simulazioni. Grazie alle elevate velocità di trasferimento e alla comunicazione a bassa perdita, è possibile elaborare in modo efficiente anche grandi quantità di dati, carichi di lavoro ad alta intensità di calcolo o processi paralleli.

Gli adattatori InfiniBand trovano spesso impiego anche nel settore dello storage: consentono infatti un accesso rapido e affidabile ai sistemi SAN e ai database. Il collegamento fisico avviene solitamente tramite cavi in fibra ottica o cavi twinax e viene integrato da speciali switch InfiniBand e transceiver adeguati.

Analogamente alle schede NIC RJ-45 o agli HBA, anche gli adattatori InfiniBand sono disponibili in diverse versioni. Le schede PCIe InfiniBand sono disponibili sia in versione low profile che full profile. Per i blade o i nodi vengono utilizzati adattatori mezzanine InfiniBand. Le schede InfiniBand sono spesso denominate anche Host Channel Adapter (HCA) e talvolta erroneamente “QSFP-NIC”. Sebbene gli adattatori QSFP e le schede NIC InfiniBand siano simili dal punto di vista estetico ed entrambi funzionino con reti ad alta velocità, si tratta comunque di schede diverse con protocolli e scopi di utilizzo differenti.

Le caratteristiche delle schede NIC InfiniBand sono l'utilizzo del protocollo InfiniBand (tecnologia: RDMA; IPoIB opzionale per comunicazioni basate su IP a bassa latenza). La latenza è estremamente bassa, la velocità di trasmissione molto elevata: a seconda della generazione, 40, 100 o addirittura fino a 400 Gbit/s. Le schede QSFP NIC, invece, descrivono principalmente il tipo di connettore (Quad Small Form-factor Pluggable) e sono per lo più basate su Ethernet. Alcuni modelli supportano anche InfiniBand, ma non è la regola. Anche con le schede QSFP NIC la latenza è bassa, la velocità di trasmissione è tipicamente di 40 Gbit/s.

InfiniBand vs. Ethernet

InfiniBand viene utilizzato principalmente nel settore delle prestazioni elevate, mentre Ethernet viene utilizzato piuttosto per il collegamento di terminali. Una differenza sostanziale è già evidente nella larghezza di banda: mentre le connessioni Ethernet classiche non richiedono larghezze di banda particolarmente elevate, una rete InfiniBand offre una trasmissione ad alta velocità con un throughput notevolmente superiore. La tecnologia RDMA garantisce un notevole alleggerimento del carico della CPU e consente un traffico dati veloce, anche in caso di grandi quantità di dati o trasferimenti paralleli.

Anche i tempi di latenza di Ethernet e InfiniBand differiscono notevolmente. Una bassa latenza è fondamentale soprattutto nei centri di calcolo ad alte prestazioni o nelle applicazioni in tempo reale (ad es. transazioni finanziarie). Le schede di rete InfiniBand sono state sviluppate appositamente per latenze estremamente basse, mentre le classiche schede NIC Ethernet, in particolare le connessioni basate su TCP/IP, presentano tempi di latenza notevolmente più elevati. InfiniBand utilizza un protocollo leggero con identificatori locali (LID), che riduce al minimo il sovraccarico. Inoltre, i dati critici in termini di latenza possono essere trattati in modo prioritario e un sistema di vcontrollo del flusso gestisce con precisione i flussi di dati per evitare sovraccarichi.

Per quanto riguarda l'affidabilità, entrambe le tecnologie sono considerate stabili, ciascuna con i propri punti di forza. InfiniBand convince per l'elevata stabilità anche in ambienti di data center complessi, con carichi elevati e flussi di dati paralleli. Ethernet, invece, offre una soluzione collaudata ed economica per un ampio utilizzo. L'enorme compatibilità e gli standard moderni con 10, 25, 40 o addirittura 100 gigabit rendono Ethernet una pratica consolidata nella vita quotidiana.

Vantaggi di InfiniBand

Quando si tratta di prestazioni, latenza e soluzioni di connessione scalabili, nessuna scheda plug-in può competere con le schede InfiniBand. Soprattutto nei settori HPC, cloud computing, IA, big data e finanziario, nonché nelle applicazioni di archiviazione ad alte prestazioni, si distinguono per l'elevata larghezza di banda, l'affidabilità e i bassi tempi di latenza. Contribuiscono attivamente a raggiungere un'elevata efficienza dei server e una maggiore produttività nell'ambito di applicazione.

Poiché il trasferimento dei dati avviene tramite RDMA (Remote Direct Memory Access), la CPU viene notevolmente alleggerita e può elaborare altri carichi di lavoro in modo efficiente e ultraveloce. Ciò è particolarmente rilevante per le simulazioni, gli algoritmi paralleli e le grandi quantità di dati, come quelli che si trovano nei moderni centri di calcolo e negli ambienti di formazione AI.

Acquistare schede NIC InfiniBand per server usate a prezzi convenienti

Proprio come per le schede di rete RJ-45, anche acquistando schede di rete InfiniBand per server potrete beneficiare di hardware ricondizionato a prezzi convenienti. Gli adattatori sono tecnicamente perfetti e quasi come nuovi, ma costano molto meno rispetto a prodotti nuovi simili.

Nella scelta della scheda desiderata, è necessario prestare attenzione ai seguenti punti:

• Compatibilità con il dispositivo
  Verificate quanti e quali adattatori possono essere installati nel server esistente (ad es. slot a profilo basso o a profilo pieno) e quali modelli e interfacce (ad es. PCIe 3.0 x8 o superiore) sono compatibili con il sistema host.
• Velocità di trasmissione dei dati
  Esistono diverse schede di rete InfiniBand per server, a seconda delle esigenze con 100, 200 o addirittura 400 gigabit di trasmissione dati al secondo. Più le applicazioni sono intensive in termini di dati, maggiore dovrebbe essere la velocità di trasmissione scelta.
• Numero di porte
  Il numero di porte dovrebbe dipendere dal numero di connessioni necessarie contemporaneamente, ad esempio per flussi di dati paralleli o percorsi ridondanti.
• Funzioni speciali
  A seconda dell'applicazione, può essere utile prestare attenzione a funzioni speciali come Virtual Protocol Interconnect (VPI), Multi-Host, Socket Direct, velocità HDR, EDR o FDR e supporto per PCIe 4.0 o PCIe 5.0.

Velocità InfiniBand a confronto

Per l'addestramento dell'IA con più GPU, le connessioni inferiori a 100 Gbit/s non sono più sufficienti, poiché possono causare rapidamente colli di bottiglia. Le prestazioni effettive dipendono anche da fattori quali la versione PCIe, il supporto RDMA, l'architettura dello switch e lo stack software utilizzato.

In ogni caso, è intelligente puntare su hardware usato di alta qualità e conveniente: questo fa bene sia al portafoglio che all'ambiente. Se non avete trovato l'adattatore InfiniBand, il transceiver o gli switch desiderati nel nostro negozio, non esitate a contattarci.