Το InfiniBand είναι μια τεχνολογία μεταφοράς δεδομένων υψηλής ταχύτητας που επιτρέπει γρήγορη και αποτελεσματική επικοινωνία μεταξύ διακομιστών, συσκευών αποθήκευσης και άλλων υπολογιστικών συστημάτων. Σε αντίθεση με το Ethernet, μια δημοφιλή τεχνολογία δικτύωσης για τοπικά δίκτυα (LAN), το InfiniBand έχει σχεδιαστεί ρητά για να συνδέει διακομιστές και συμπλέγματα αποθήκευσης σε περιβάλλοντα υπολογιστών υψηλής απόδοσης (HPC).
Το InfiniBand χρησιμοποιεί μια αρχιτεκτονική δύο επιπέδων που διαχωρίζει το φυσικό επίπεδο και το επίπεδο σύνδεσης δεδομένων από το επίπεδο δικτύου. Το φυσικό επίπεδο χρησιμοποιεί σειριακές συνδέσεις υψηλού εύρους ζώνης για να παρέχει άμεση συνδεσιμότητα από σημείο σε σημείο μεταξύ συσκευών. Αντίθετα, το επίπεδο σύνδεσης δεδομένων χειρίζεται τη μετάδοση και τη λήψη πακέτων δεδομένων μεταξύ συσκευών.
Το επίπεδο δικτύου παρέχει τα κρίσιμα χαρακτηριστικά του InfiniBand, όπως εικονικοποίηση, ποιότητα υπηρεσίας (QoS) και απομακρυσμένη άμεση πρόσβαση στη μνήμη (RDMA). Αυτές οι δυνατότητες καθιστούν το InfiniBand ένα ισχυρό εργαλείο για φόρτους εργασίας HPC που απαιτούν χαμηλό λανθάνοντα χρόνο και υψηλό εύρος ζώνης.
Συνιστώμενη ανάγνωση: EPON, μια τεχνολογία πρόσβασης Ethernet για μεγάλες αποστάσεις που βασίζεται σε δίκτυο μεταφοράς οπτικών ινών
Ένα από τα κρίσιμα χαρακτηριστικά του InfiniBand είναι το υψηλό εύρος ζώνης του. Το InfiniBand μπορεί να υποστηρίξει ταχύτητες μεταφοράς δεδομένων έως και 200 Gigabits ανά δευτερόλεπτο (Gbps), πολύ πιο γρήγορα από τις παραδοσιακές τεχνολογίες δικτύωσης όπως το Ethernet.
Το InfiniBand υποστηρίζει επίσης QoS, δίνοντας προτεραιότητα στην κυκλοφορία και κατανέμοντας πόρους εύρους ζώνης όπως απαιτείται. Αυτό διασφαλίζει ότι οι κρίσιμοι φόρτοι εργασίας λαμβάνουν το απαραίτητο εύρος ζώνης και ότι οι μη κρίσιμοι φόρτοι εργασίας δεν καταναλώνουν περισσότερο από το δίκαιο μερίδιο πόρων τους.
Ένα άλλο βασικό χαρακτηριστικό του InfiniBand είναι οι δυνατότητες εικονικοποίησης του. Το InfiniBand υποστηρίζει τη δημιουργία εικονικών λωρίδων, οι οποίες παρέχουν έναν τρόπο διαχωρισμού του δικτύου έτσι ώστε να μπορούν να απομονωθούν διαφορετικοί φόρτοι εργασίας. Αυτό επιτρέπει την εκτέλεση πολλών φόρτων εργασίας στο ίδιο δίκτυο InfiniBand χωρίς παρεμβολές μεταξύ τους.
Η αρχιτεκτονική InfiniBand βασίζεται σε μια πολυεπίπεδη προσέγγιση που διαχωρίζει τα επίπεδα φυσικής, σύνδεσης δεδομένων και δικτύου. Το φυσικό επίπεδο παρέχει τη φυσική συνδεσιμότητα μεταξύ συσκευών, ενώ το επίπεδο ζεύξης δεδομένων χειρίζεται τη μετάδοση και τη λήψη πακέτων δεδομένων.
Το επίπεδο δικτύου παρέχει τα κρίσιμα χαρακτηριστικά του InfiniBand, συμπεριλαμβανομένου του RDMA. Το RDMA παρέχει έναν τρόπο για μια συσκευή να έχει απευθείας πρόσβαση στη μνήμη μιας άλλης συσκευής χωρίς την ανάγκη ενδιάμεσου λογισμικού ή υλικού. Αυτό εξαλείφει την ανάγκη για αντιγραφή δεδομένων μεταξύ συσκευών, γεγονός που μπορεί να μειώσει σημαντικά τον λανθάνοντα χρόνο και να αυξήσει την απόδοση.
Η αρχιτεκτονική InfiniBand περιλαμβάνει επίσης την έννοια των διακοπτών, οι οποίοι χρησιμοποιούνται για τη σύνδεση πολλών συσκευών. Οι διακόπτες InfiniBand έχουν σχεδιαστεί για να παρέχουν συνδεσιμότητα χαμηλής καθυστέρησης και υψηλού εύρους ζώνης μεταξύ συσκευών, καθιστώντας τους ιδανικούς για φόρτους εργασίας HPC.
Ενώ το Ethernet είναι μια δημοφιλής τεχνολογία δικτύωσης για LAN, δεν έχει σχεδιαστεί για τις απαιτήσεις υψηλής απόδοσης του φόρτου εργασίας HPC. Το Ethernet έχει συνήθως υψηλότερο λανθάνοντα χρόνο και χαμηλότερο εύρος ζώνης από το InfiniBand, καθιστώντας το λιγότερο κατάλληλο για φόρτους εργασίας με ένταση δεδομένων.
Επιπλέον, το Ethernet δεν υποστηρίζει λειτουργίες όπως QoS και RDMA, οι οποίες είναι κρίσιμες για φόρτους εργασίας HPC που απαιτούν χαμηλό λανθάνοντα χρόνο και υψηλό εύρος ζώνης.
Το RDMA είναι ένα κρίσιμο χαρακτηριστικό του InfiniBand που παρέχει έναν τρόπο στις συσκευές να έχουν άμεση πρόσβαση στη μνήμη άλλων συσκευών. Με το RDMA, τα δεδομένα μπορούν να μεταφερθούν μεταξύ μηχανών χωρίς ενδιάμεσο λογισμικό ή υλικό, μειώνοντας σημαντικά την καθυστέρηση και αυξάνοντας την απόδοση.
Το RDMA στο InfiniBand υλοποιείται χρησιμοποιώντας μια διαδικασία δύο βημάτων. Αρχικά, η συσκευή αποστολής στέλνει ένα μήνυμα στη συσκευή λήψης ζητώντας πρόσβαση στη μνήμη της. Στη συνέχεια, η συσκευή λήψης παραχωρεί πρόσβαση στη μνήμη της και επιστρέφει ένα γράμμα στον αποστολέα. Μόλις παραχωρηθεί η πρόσβαση, ο αποστολέας μπορεί να διαβάσει ή να γράψει απευθείας στη μνήμη της συσκευής λήψης.
Το RDMA είναι ιδιαίτερα χρήσιμο για φόρτους εργασίας HPC που απαιτούν χαμηλό λανθάνοντα χρόνο, καθώς εξαλείφει την ανάγκη αντιγραφής δεδομένων μεταξύ συσκευών, γεγονός που μπορεί να δημιουργήσει επιπλέον καθυστέρηση. Το RDMA μπορεί επίσης να μειώσει τη χρήση της CPU μεταφορτώνοντας εργασίες μεταφοράς δεδομένων στο υλικό του δικτύου, ελευθερώνοντας πόρους της CPU για άλλες εργασίες.
Καθώς η ζήτηση για μεγαλύτερες ταχύτητες μεταφοράς δεδομένων αυξάνεται, τα συστήματα δικτύου InfiniBand έχουν γίνει μια ολοένα και πιο δημοφιλής λύση για κέντρα δεδομένων. Με τις συνδέσεις υψηλής ταχύτητας, το InfiniBand είναι μια εξαιρετική επιλογή για εφαρμογές που απαιτούν χαμηλό λανθάνοντα χρόνο και υψηλή απόδοση.
Ένα από τα κρίσιμα στοιχεία ενός συστήματος δικτύου InfiniBand είναι οι μεταγωγείς του. Οι διακόπτες InfiniBand είναι υπεύθυνοι για τη δρομολόγηση δεδομένων μεταξύ συσκευών που είναι συνδεδεμένες στο δίκτυο. Αυτοί οι διακόπτες λειτουργούν στο φυσικό επίπεδο του δικτύου, μεταδίδοντας δεδομένα με την υψηλότερη δυνατή ταχύτητα.
Οι διακόπτες InfiniBand διατίθενται σε διάφορα μεγέθη και διαμορφώσεις, από μικρά κουμπιά για τη σύνδεση μεμονωμένων διακομιστών έως μεγάλους διακόπτες για τη δημιουργία συμπλεγμάτων υψηλής απόδοσης. Έχουν επίσης χαρακτηριστικά Quality of Service (QoS), που επιτρέπουν στους διαχειριστές να δίνουν προτεραιότητα στην κυκλοφορία και να διαχειρίζονται αποτελεσματικά τους πόρους του δικτύου.
Τα καλώδια και οι υποδοχές InfiniBand αποτελούν τη ραχοκοκαλιά του δικτύου, παρέχοντας μεταφορά δεδομένων υψηλής ταχύτητας μεταξύ συσκευών. Αυτά τα καλώδια έχουν διάφορα μήκη, από λίγα πόδια έως εκατοντάδες πόδια, επιτρέποντας ευέλικτες διαμορφώσεις δικτύου.
Ένα από τα μοναδικά χαρακτηριστικά των καλωδίων και των βυσμάτων InfiniBand είναι η τεχνολογία ενεργού χαλκού τους. Αυτή η τεχνολογία επιτρέπει στα καλώδια να ενισχύουν τα σήματα, βελτιώνοντας την ακεραιότητα του σήματος και μειώνοντας την απώλεια σήματος σε μεγαλύτερες αποστάσεις.
Οι προσαρμογείς InfiniBand είναι κάρτες διασύνδεσης δικτύου (NIC) που επιτρέπουν στις συσκευές να συνδέονται σε δίκτυα InfiniBand. Αυτοί οι προσαρμογείς έχουν σχεδιαστεί για να παρέχουν ταχύτητες μεταφοράς δεδομένων υψηλής ταχύτητας, χαμηλή καθυστέρηση και χαμηλή χρήση της CPU.
Οι προσαρμογείς InfiniBand διατίθενται σε διάφορες διαμορφώσεις, από προσαρμογείς μίας θύρας έως προσαρμογείς τετραπλής θύρας. Οι προσαρμογείς υποστηρίζουν επίσης διαφορετικές ταχύτητες, που κυμαίνονται από 10Gb/s έως 200Gb/s. Αυτή η ευελιξία επιτρέπει την εύκολη επεκτασιμότητα και τον σχεδιασμό του δικτύου.
Συνιστώμενη ανάγνωση: Data Center Network Architecture – Cloud-Network Integrated Data Center Network – Arithmetic Network – SDN Architecture
Η τεχνολογία InfiniBand έχει γίνει μια δημοφιλής επιλογή για υπολογιστές συμπλέγματος, που περιλαμβάνει τη σύνδεση πολλών υπολογιστών για να λειτουργούν μαζί ως ένα ενιαίο σύστημα. Η χαμηλή καθυστέρηση και η υψηλή απόδοση του InfiniBand το καθιστούν ιδανική επιλογή για εφαρμογές που απαιτούν επεξεργασία δεδομένων σε πραγματικό χρόνο, όπως χρηματοοικονομικές συναλλαγές και επιστημονικές προσομοιώσεις.
Το InfiniBand υποστηρίζει τεχνολογίες ανάλυσης μηνυμάτων και απομακρυσμένης άμεσης πρόσβασης στη μνήμη (RDMA), επιτρέποντας την αποτελεσματική επικοινωνία μεταξύ των κόμβων συμπλέγματος. Αυτή η αποτελεσματικότητα έχει ως αποτέλεσμα υψηλότερη απόδοση και ταχύτερη επεξεργασία δεδομένων.
Δημιουργία δικτύων InfiniBand σε κέντρα δεδομένων
Πολλά βασικά στοιχεία απαιτούνται για τη δημιουργία ενός δικτύου InfiniBand σε ένα κέντρο δεδομένων, συμπεριλαμβανομένων μεταγωγέων, καλωδίων, υποδοχών σύνδεσης και προσαρμογέων. Επιπλέον, είναι απαραίτητο να έχουμε μια πλήρη κατανόηση της τοπολογίας και της διαμόρφωσης του δικτύου.
Ένα από τα πλεονεκτήματα των δικτύων InfiniBand είναι ο αρθρωτός σχεδιασμός τους. Οι διαχειριστές μπορούν να προσθέτουν ή να αφαιρούν διακόπτες, καλώδια και προσαρμογείς χωρίς να επηρεάζουν την απόδοση ή την αξιοπιστία του δικτύου.
Όταν πρόκειται για υπολογιστές υψηλής απόδοσης, η ταχύτητα και η χαμηλή καθυστέρηση είναι κρίσιμοι παράγοντες που μπορούν να κάνουν ή να χαλάσουν την επιτυχία μιας εφαρμογής. Μια τεχνολογία που έχει φέρει επανάσταση στον κόσμο των υπολογιστών υψηλής απόδοσης είναι το InfiniBand, μια αρχιτεκτονική δικτύου που επιτρέπει τη μετάδοση δεδομένων με αστραπιαίες ταχύτητες.
Η InfiniBand Trade Association (IBTA) ιδρύθηκε το 1999 για να αναπτύξει και να δημοσιεύσει προδιαγραφές για την τεχνολογία InfiniBand. Το IBTA περιλαμβάνει κορυφαίους κλάδους από διάφορες εταιρείες, συμπεριλαμβανομένων των IBM, Intel, Mellanox Technologies, Oracle, Sepaton και πολλών άλλων. Οι πρωταρχικοί στόχοι του IBTA είναι να καθιερώσει το InfiniBand ως το κορυφαίο δίκτυο για υπολογιστές υψηλής απόδοσης και να προωθήσει την καινοτομία στον τομέα.
Για την επίτευξη αυτών των στόχων, η IBTA έχει δημιουργήσει μια σειρά από προδιαγραφές InfiniBand που καθορίζουν τις απαιτήσεις για το υλικό και το λογισμικό InfiniBand. Αυτές οι προδιαγραφές καλύπτουν μια σειρά από χαρακτηριστικά, όπως το εύρος ζώνης, την καθυστέρηση, την κατανάλωση ενέργειας και άλλα. Η IBTA ενημερώνει τακτικά τις προδιαγραφές της για να συμβαδίζει με τις τεχνολογικές εξελίξεις.
Μία από τις θεμελιώδεις πτυχές της τεχνολογίας InfiniBand είναι η ικανότητά της να μεταδίδει δεδομένα με απίστευτες ταχύτητες. Η IBTA έχει ορίσει αρκετές προδιαγραφές InfiniBand που περιγράφουν λεπτομερώς τις απαιτήσεις μέγιστου εύρους ζώνης και καθυστέρησης για συσκευές InfiniBand. Αυτές οι προδιαγραφές περιλαμβάνουν Quadruple Data Rate (QDR), Single Data Rate (SDR) και Double Data Rate (DDR).
Το QDR είναι η ταχύτερη από αυτές τις προδιαγραφές, με μέγιστο εύρος ζώνης 40 Gbps (gigabits ανά δευτερόλεπτο) και καθυστέρηση μικρότερη από δύο μικροδευτερόλεπτα (μs). Το SDR έχει μέγιστο εύρος ζώνης 10 Gbps και καθυστέρηση μικρότερη από πέντε μs. Το DDR είναι ένα βήμα παραπάνω από το SDR, με μέγιστο εύρος ζώνης 20 Gbps και καθυστέρηση μικρότερη από τρία μs.
Η τελευταία προδιαγραφή InfiniBand είναι γνωστή ως High Data Rate (HDR). Αυτή η προδιαγραφή εισήχθη το 2017 και έχει γίνει το πρότυπο για υπολογιστές υψηλής απόδοσης. Το HDR έχει μέγιστο εύρος ζώνης 200 Gbps και καθυστέρηση μικρότερη από ένα μs, καθιστώντας το πέντε φορές ταχύτερο από το QDR. Το HDR διαθέτει επίσης ένα πιο αποτελεσματικό σχήμα κωδικοποίησης, μειώνοντας τα γενικά έξοδα μετάδοσης δεδομένων.
Η ακόλουθη προδιαγραφή InfiniBand είναι γνωστή ως Next Data Rate (NDR). Αυτή η προδιαγραφή είναι επί του παρόντος υπό ανάπτυξη και αναμένεται να παρέχει μέγιστο εύρος ζώνης 400 Gbps και καθυστέρηση μικρότερη από ένα μs. NDR θα χρησιμοποιήσει PAM4 κωδικοποίηση, επιτρέποντας μεγαλύτερες αποστάσεις μεταξύ συσκευών χωρίς απώλεια ποιότητας σήματος.
Πώς, λοιπόν, το InfiniBand ενεργοποιεί τους υπολογιστές χαμηλής καθυστέρησης και υψηλής απόδοσης; Το InfiniBand επιτυγχάνει αυτά τα επιτεύγματα μέσω κρίσιμων χαρακτηριστικών, συμπεριλαμβανομένων των εκφορτώσεων υλικού, της απομακρυσμένης άμεσης πρόσβασης στη μνήμη (RDMA) και του ελέγχου συμφόρησης.
Οι μεταφορτώσεις υλικού επιτρέπουν στους προσαρμογείς δικτύου InfiniBand να εκφορτώνουν εργασίες που εκτελούνται παραδοσιακά από την CPU, όπως υπολογισμούς αθροίσματος ελέγχου και δρομολόγηση μηνυμάτων. Αυτή η εκφόρτωση μειώνει τον φόρτο εργασίας της CPU και ελευθερώνει πόρους για άλλες εργασίες, βελτιώνοντας τη συνολική απόδοση του συστήματος.
Το RDMA επιτρέπει στις εφαρμογές μιας συσκευής να έχουν άμεση πρόσβαση στη μνήμη μιας άλλης συσκευής. Αυτή η άμεση πρόσβαση στη μνήμη παρακάμπτει την CPU και την παραδοσιακή στοίβα δικτύου, μειώνοντας την καθυστέρηση και βελτιώνοντας τη συνολική απόδοση του συστήματος. Ο έλεγχος συμφόρησης είναι επίσης κρίσιμος για τη διαχείριση της κυκλοφορίας σε περιβάλλοντα υπολογιστών υψηλής απόδοσης. Οι μηχανισμοί ελέγχου συμφόρησης του InfiniBand αποτρέπουν τη συμφόρηση δικτύου και διασφαλίζουν τη μετάδοση δεδομένων με τις υψηλότερες δυνατές ταχύτητες.
Συνιστώμενη ανάγνωση: Τι είναι ένα Δίκτυο Κέντρου Δεδομένων; Πώς να διαχειριστείτε ένα δίκτυο κέντρου δεδομένων
Η τεχνολογία InfiniBand έχει φέρει επανάσταση στον τρόπο λειτουργίας των υπερυπολογιστών, των συστημάτων αποθήκευσης, των κέντρων δεδομένων και των συμπλεγμάτων. Οι δυνατότητες μεταφοράς δεδομένων υψηλής ταχύτητας το καθιστούν μια βασική λύση σε πολλούς κλάδους.
Το InfiniBand εισήχθη το 1999 ως τεχνολογία διασύνδεσης υψηλής ταχύτητας για περιβάλλοντα παράλληλων υπολογιστών. Είναι μια τεχνολογία χαμηλής καθυστέρησης και υψηλού εύρους ζώνης που μεταφέρει γρήγορα μεγάλες ποσότητες δεδομένων μεταξύ συστημάτων. Η αρχιτεκτονική InfiniBand χρησιμοποιεί μια τοπολογία μεταγωγής υφάσματος που επιτρέπει σε πολλούς κεντρικούς υπολογιστές να επικοινωνούν ταυτόχρονα και ανεξάρτητα. Διαφέρει από άλλες ανταγωνιστικές τεχνολογίες όπως το Ethernet και το Fiber Channel λόγω της χαμηλής καθυστέρησης και της υποστήριξης υψηλού εύρους ζώνης.
Το InfiniBand είναι η τεχνολογία που τροφοδοτεί τους ταχύτερους υπερυπολογιστές στον κόσμο. Επιτρέπει υψηλό βαθμό παραλληλισμού, καθιστώντας δυνατή την ταυτόχρονη επεξεργασία μεγάλων ποσοτήτων δεδομένων. Το InfiniBand διαδραματίζει κεντρικό ρόλο στο σχεδιασμό συστημάτων υπολογιστών υψηλής απόδοσης (HPC) και χρησιμοποιείται σε διάφορους τύπους επιστημονικής έρευνας, όπως η φυσική, η βιολογία και η μετεωρολογία. Σύμφωνα με τον ιστότοπο Top500, ο οποίος κατατάσσει τους ταχύτερους υπερυπολογιστές στον κόσμο, η τεχνολογία InfiniBand χρησιμοποιείται σε πάνω από το 70% των συστημάτων που περιλαμβάνονται στους 500 κορυφαίους.
Η τεχνολογία InfiniBand είναι επίσης ζωτικής σημασίας συστατικό σε συστήματα αποθήκευσης υψηλής απόδοσης. Η τεχνολογία υψηλής ταχύτητας του InfiniBand επιτρέπει τη γρήγορη επικοινωνία δεδομένων μεταξύ διακομιστών και συστημάτων αποθήκευσης. Η χαμηλή καθυστέρηση και το υψηλό εύρος ζώνης είναι ιδιαίτερα χρήσιμα για εφαρμογές υψηλής έντασης δεδομένων που απαιτούν γρήγορη πρόσβαση σε μεγάλες ποσότητες δεδομένων. Η τεχνολογία InfiniBand μπορεί επίσης να βοηθήσει στη μείωση του λανθάνοντος χρόνου του συστήματος αποθήκευσης σε εφαρμογές βάσεων δεδομένων, επιτρέποντας την ταχύτερη επεξεργασία των ερωτημάτων και των συναλλαγών.
Η τεχνολογία InfiniBand συνδέει διακομιστές και άλλες συσκευές σε περιβάλλοντα κέντρων δεδομένων και συμπλέγματος, όπως συστήματα αποθήκευσης. Οι δυνατότητες επικοινωνίας υψηλής ταχύτητας του InfiniBand επιτρέπουν στα cluster να λειτουργούν ως ενιαία οντότητα, βελτιώνοντας την απόδοση για εφαρμογές που απαιτούν παράλληλους υπολογιστές. Επιπλέον, το InfiniBand παρέχει μια αξιόπιστη και επεκτάσιμη διασύνδεση για πλατφόρμες εικονικοποίησης, επιτρέποντας πιο αποτελεσματική χρήση των πόρων διακομιστή.
Η τεχνολογία υψηλού εύρους ζώνης και χαμηλής καθυστέρησης της InfiniBand παίζει σημαντικό ρόλο στον φόρτο εργασίας HPC. Επιτρέπει την ταυτόχρονη επεξεργασία μεγάλων ποσοτήτων δεδομένων, αυξάνοντας την απόδοση των εφαρμογών επιστημονικής έρευνας. Το InfiniBand χρησιμοποιείται επίσης στη χρηματοοικονομική μοντελοποίηση, στην εξερεύνηση πετρελαίου και φυσικού αερίου και σε άλλους φόρτους εργασίας με ένταση δεδομένων.
Η τεχνολογία InfiniBand συνέχισε να προοδεύει με τα χρόνια, από τις πρώτες μέρες της σε περιβάλλοντα παράλληλων υπολογιστών έως την ευρεία χρήση της σε περιβάλλοντα HPC και data center. Η τελευταία τεχνολογία InfiniBand παρέχει ταχύτητες μεταφοράς δεδομένων έως και 400 gigabits ανά δευτερόλεπτο (Gbps) ανά θύρα, επιτρέποντας ταχύτερη επεξεργασία δεδομένων. Τα χαρακτηριστικά χαμηλής καθυστέρησης και υψηλού εύρους ζώνης του InfiniBand είναι επίσης ιδιαίτερα σημαντικά σε αναδυόμενα περιβάλλοντα κβαντικών υπολογιστών. Η τεχνολογία μπορεί να επιτρέψει ταχύτερη επικοινωνία μεταξύ κβαντικών επεξεργαστών και κλασσικών υπολογιστών.
Οι δύο κορυφαίοι παίκτες στην αγορά του InfiniBand είναι η Mellanox Technologies (τώρα μέρος της NVIDIA) και η Intel Corp. Άλλες αξιόλογες εταιρείες περιλαμβάνουν τις IBM, Cray, Penguin Computing και Fujitsu. Σύμφωνα με το MarketWatch, η παγκόσμια αγορά InfiniBand αναμένεται να αναπτυχθεί με σύνθετο ετήσιο ρυθμό ανάπτυξης (CAGR) 18.1% μεταξύ 2021 και 2026.
Η τεχνολογία InfiniBand έχει προχωρήσει πολύ από την έναρξή της στις αρχές της δεκαετίας του 2000. Αρχικά σχεδιασμένο ως διασύνδεση υψηλής ταχύτητας για συμπλέγματα διακομιστών, οι δυνατότητές του έχουν επεκταθεί για να καλύψει τις ανάγκες ενός ευρέος φάσματος εφαρμογών υπολογιστών. Αυτή η ενότητα θα συζητήσει τις μελλοντικές τάσεις αυτής της τεχνολογίας και την αυξανόμενη σημασία της στη σύγχρονη πληροφορική.
Η τεχνολογία InfiniBand έχει υποστεί σημαντικές βελτιώσεις όλα αυτά τα χρόνια. Οι πιο πρόσφατες εκδόσεις του InfiniBand, συμπεριλαμβανομένης της πιο πρόσφατης HDR 200G, παρέχουν εξαιρετικά γρήγορους ρυθμούς μεταφοράς δεδομένων, χαμηλή καθυστέρηση και απόδοση υψηλού εύρους ζώνης. Αυτές οι βελτιώσεις έχουν επιτευχθεί μέσω της συνεχούς συνεργασίας μεταξύ των ενδιαφερομένων της βιομηχανίας, των φορέων τυποποίησης και των ερευνητικών κοινοτήτων.
Μία από τις πιο σημαντικές εξελίξεις στην τεχνολογία InfiniBand είναι η ανάπτυξη νέων διεπαφών και συνδέσεων. Προμηθευτές όπως η Mellanox και η Intel έχουν εισαγάγει προσαρμογείς και καλώδια που διευκολύνουν τη σύνδεση συσκευών InfiniBand με υπολογιστικά συστήματα. Ένα εξαιρετικό παράδειγμα νέας διεπαφής είναι η κάρτα M2PCIE3 που παρουσιάζει η Mellanox, η οποία επιτρέπει στους χρήστες να συνδέουν συσκευές InfiniBand σε υποδοχές PCIe 3.0.
Το InfiniBand είναι μοναδικό μεταξύ των διασυνδέσεων υψηλής ταχύτητας λόγω της χαμηλής καθυστέρησης και των δυνατοτήτων υψηλού εύρους ζώνης. Άλλες τεχνολογίες, όπως το Ethernet και το Fiber Channel, δεν μπορούν να ταιριάξουν με τους ρυθμούς μεταφοράς δεδομένων και την απόδοση διασύνδεσης του InfiniBand. Η Remote Direct Memory Access (RDMA) του InfiniBand του επιτρέπει να μετακινεί δεδομένα αποτελεσματικά χωρίς τη χρήση της κεντρικής CPU, μειώνοντας την επιβάρυνση και επιτρέποντας ταχύτερη μεταφορά δεδομένων.
Η χαμηλή καθυστέρηση και το υψηλό εύρος ζώνης είναι ζωτικής σημασίας στους σύγχρονους υπολογιστές, ειδικά σε εφαρμογές που βασίζονται σε επεξεργασία δεδομένων και ανάλυση δεδομένων σε πραγματικό χρόνο. Η ικανότητα του InfiniBand να παρέχει συνδεσιμότητα υψηλής απόδοσης χωρίς συμβιβασμούς στην ταχύτητα ή την καθυστέρηση, το καθιστά δημοφιλή λύση σε συμπλέγματα υπολογιστών υψηλής απόδοσης, υπολογιστικού νέφους και κέντρα δεδομένων.
Η σημασία της τεχνολογίας InfiniBand στη σύγχρονη πληροφορική πιθανότατα θα αυξηθεί τα επόμενα χρόνια, λόγω της αυξανόμενης ανάγκης για υπολογιστές υψηλής απόδοσης και επεξεργασία δεδομένων. Με την άνοδο του Διαδικτύου των πραγμάτων, της ανάλυσης μεγάλων δεδομένων και της τεχνητής νοημοσύνης, υπάρχει αυξανόμενη ζήτηση για διασυνδεσιμότητα υψηλού εύρους ζώνης και χαμηλής καθυστέρησης.
Το μέλλον της τεχνολογίας InfiniBand ενδέχεται να δει περισσότερες καινοτομίες, όπως ταχύτερους ρυθμούς μεταφοράς δεδομένων, χαμηλότερο λανθάνοντα χρόνο και νέες εφαρμογές σε τομείς όπως η μηχανική εκμάθηση και η αυτόνομη οδήγηση. Το InfiniBand πιθανότατα θα παραμείνει ένα κρίσιμο στοιχείο της σύγχρονης υπολογιστικής υποδομής καθώς η τεχνολογία εξελίσσεται.
Συνιστώμενη ανάγνωση: Data Center & Cloud
Α: Το Infiniband είναι μια τεχνολογία διασύνδεσης υψηλής ταχύτητας που χρησιμοποιείται για τη μεταφορά δεδομένων σε δίκτυα υπολογιστών. Παρέχει επικοινωνία υψηλού εύρους ζώνης και χαμηλής καθυστέρησης μεταξύ διακομιστών, συσκευών αποθήκευσης και άλλων πόρων δικτύου.
Α: Το Infiniband προσφέρει υψηλότερες ταχύτητες μεταφοράς δεδομένων και χαμηλότερο λανθάνοντα χρόνο από το τυπικό Ethernet. Είναι ιδιαίτερα κατάλληλο για την τεχνολογία RDMA (Remote Direct Memory Access), η οποία επιτρέπει την άμεση πρόσβαση στη μνήμη μεταξύ των μηχανημάτων χωρίς τη συμμετοχή της CPU.
A: Το RDMA σημαίνει Απομακρυσμένη άμεση πρόσβαση στη μνήμη. Είναι μια τεχνολογία που επιτρέπει τη μεταφορά δεδομένων απευθείας μεταξύ της μνήμης δύο υπολογιστών χωρίς τη συμμετοχή της CPU. Το Infiniband υποστηρίζει RDMA, επιτρέποντας γρήγορη και αποτελεσματική μεταφορά δεδομένων.
A: HDR Infiniband (High Data Rate) είναι η τελευταία γενιά τεχνολογίας Infiniband που παρέχει ακόμη υψηλότερο εύρος ζώνης από τις προηγούμενες γενιές. Υποστηρίζει ταχύτητες μεταφοράς δεδομένων έως και 200 gigabit ανά δευτερόλεπτο.
Α: Το IBTA σημαίνει InfiniBand Trade Association. Είναι μια κοινοπραξία του κλάδου που αναπτύσσει και προωθεί την τεχνολογία Infiniband. Η κοινοπραξία συνεργάζεται με εταιρείες-μέλη για τον καθορισμό και τη διατήρηση των βιομηχανικών προτύπων για το Infiniband.
Α: Τα QDR, SDR και DDR είναι διαφορετικές γενιές τεχνολογίας Infiniband:
Α: Το Infiniband χρησιμοποιεί πρωτόκολλο RDMA για μεταφορά δεδομένων. Το RDMA επιτρέπει τη μεταφορά δεδομένων απευθείας μεταξύ της μνήμης δύο μηχανών χωρίς τη συμμετοχή της CPU, με αποτέλεσμα χαμηλό λανθάνοντα χρόνο και υψηλή απόδοση.
Α: Το ROCE (RDMA μέσω Converged Ethernet) είναι ένα πρωτόκολλο που επιτρέπει την τεχνολογία RDMA να χρησιμοποιείται σε τυπικά δίκτυα Ethernet. Επιτρέπει επικοινωνία υψηλής ταχύτητας και χαμηλής καθυστέρησης χρησιμοποιώντας το πρωτόκολλο Infiniband RDMA μέσω συνδέσεων Ethernet.
Α: Στο Infiniband, ένα Ζεύγος Ουρών (QP) είναι μια οντότητα επικοινωνίας που αποτελείται από μια ουρά αποστολής και λήψης. Είναι η βασική μονάδα μεταφοράς και επεξεργασίας δεδομένων στο ύφασμα Infiniband.
Α: Ορισμένα παραδείγματα προϊόντων Infiniband περιλαμβάνουν προσαρμογείς καναλιών κεντρικού υπολογιστή (HCA), διακόπτες, καλώδια και λογισμικό. Αυτά τα προϊόντα χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία και την ανάπτυξη δικτύων Infiniband.
