InfiniBand adalah teknologi jaringan dan input/output (I/O) berkecepatan tinggi yang dikembangkan pada akhir 1990-an sebagai penerus teknologi interkoneksi sebelumnya seperti PCI dan SCSI. Itu dirancang untuk mengatasi keterbatasan teknologi ini dan memberikan struktur yang lebih efisien, dapat diskalakan, dan latensi rendah untuk menghubungkan server, sistem penyimpanan, dan perangkat komputasi lainnya di pusat data dan lingkungan komputasi kinerja tinggi (HPC).
InfiniBand adalah arsitektur fabric yang diaktifkan yang menggunakan tautan point-to-point antar perangkat, memungkinkan bandwidth tinggi dan latensi rendah. Ini menggunakan pendekatan berbasis saluran untuk transfer data di mana data dipecah menjadi paket yang lebih kecil yang disebut "paket data" dan ditransfer melalui struktur. Arsitekturnya juga memungkinkan pemrosesan paralel, di mana banyak paket data dapat ditransmisikan secara bersamaan, menghasilkan kinerja yang lebih tinggi.
InfiniBand menawarkan beberapa keunggulan dibandingkan teknologi jaringan tradisional seperti Ethernet. Pertama, ini memberikan bandwidth yang jauh lebih tinggi, dengan kecepatan hingga 200 Gb/dtk yang tersedia saat ini. Selain itu, InfiniBand memiliki latensi yang jauh lebih rendah daripada Ethernet, menjadikannya ideal untuk beban kerja komputasi berperforma tinggi di mana data perlu diproses dengan cepat.
Keuntungan lain dari InfiniBand adalah skalabilitasnya – mendukung puluhan ribu node dalam satu struktur – menjadikannya pilihan ideal untuk lingkungan pusat data besar. Ini juga menawarkan keandalan dan ketersediaan yang tinggi melalui topologi mesh redundan, yang memastikan bahwa fabric tetap aktif dan berjalan bahkan selama masalah konektivitas.
Rekomendasi Bacaan: Apa itu Jaringan Pusat Data? Bagaimana mengelola jaringan pusat data
Arsitektur jaringan InfiniBand terdiri dari beberapa lapisan, yang masing-masing melakukan fungsi khusus untuk memastikan transfer data yang efisien di seluruh jaringan. Lapisan-lapisan tersebut antara lain:
Lapisan Fisik: Lapisan ini menangani koneksi fisik antar perangkat dan memastikan bahwa data dikirim dan diterima dengan benar.
Lapisan Tautan Data: Lapisan ini menyediakan transfer data yang andal menggunakan ucapan terima kasih dan checksum untuk mendeteksi dan memperbaiki kesalahan. Itu juga mengelola kontrol aliran untuk memastikan bahwa data ditransmisikan pada tingkat yang sesuai.
Lapisan Jaringan: Lapisan ini menyediakan perutean paket data melintasi struktur dan manajemen lalu lintas dan kontrol kemacetan.
Transport Layer: Lapisan ini menyediakan pengiriman data end-to-end yang andal dan memastikan bahwa data dikirimkan dalam urutan yang benar.
Sakelar dan adaptor InfiniBand adalah komponen penting dari jaringan InfiniBand. Sakelar InfiniBand digunakan untuk merutekan data antar perangkat di dalam fabric, dan umumnya memiliki beberapa port yang memungkinkan beberapa perangkat dihubungkan ke material. Sebaliknya, adaptor InfiniBand dipasang di server atau sistem penyimpanan untuk menyediakan konektivitas ke struktur InfiniBand.
Sakelar dan adaptor ini dirancang khusus untuk InfiniBand. Mereka dioptimalkan untuk transfer data latensi rendah, bandwidth tinggi, membuatnya sangat cocok untuk lingkungan HPC dan aplikasi intensif data lainnya.
InfiniBand adalah teknologi standar dengan beberapa organisasi industri yang terlibat dalam pengembangan dan pemeliharaannya. InfiniBand Trade Association (IBTA) mengawasi pengembangan spesifikasi InfiniBand dan memastikannya tetap up-to-date dengan kemajuan teknologi terkini. IBTA juga mengelola program pengujian interoperabilitas, yang memverifikasi bahwa produk InfiniBand dari vendor yang berbeda dapat bekerja sama dalam satu struktur.
InfiniBand saat ini tersedia dalam beberapa versi, antara lain InfiniBand Single Data Rate (SDR), Double Data Rate (DDR), Quad Data Rate (QDR), dan Eight Data Rate (EDR). Setiap iterasi telah melihat peningkatan dalam bandwidth, latensi, dan metrik kinerja lainnya, menjadikan InfiniBand pilihan yang semakin menarik untuk pusat data dan lingkungan HPC.
Ethernet adalah teknologi yang banyak digunakan untuk jaringan area lokal (LAN). Ethernet adalah sistem pengkabelan dan protokol data yang menyediakan metode yang konsisten dan andal untuk mentransmisikan paket data antar perangkat yang terhubung. Ini menggunakan protokol Physical Layer (PHY) dan Media Access Control (MAC) untuk mengirim informasi melalui kabel tembaga atau optik dalam topologi berbentuk bintang. Ethernet digunakan di hampir semua industri, dari aplikasi kecil hingga jaringan berskala besar.
Sistem Ethernet pertama ditemukan pada tahun 1973 oleh Bob Metcalfe di Xerox's Palo Alto Research Center. Protokol Ethernet asli Metcalfe, 10Base5, dirancang untuk koneksi 10 Mbps melalui kabel koaksial yang tebal. Teknologi Ethernet telah berkembang selama bertahun-tahun, dan saat ini ada banyak opsi lain dengan kecepatan lebih tinggi, termasuk Ethernet 40GB, 100GB, dan 400GB.
Paket Ethernet terdiri dari header dan payload data. Judul mencakup alamat sumber dan tujuan, sedangkan muatan data membawa informasi yang dikirimkan. Alamat MAC menetapkan setiap perangkat yang terhubung ke jaringan dengan pengidentifikasi unik, yang kemudian digunakan untuk membuat koneksi.
Teknologi Ethernet memberikan banyak manfaat dibandingkan teknologi jaringan lainnya, antara lain:
Hemat biaya: Ethernet memungkinkan implementasi dan pemeliharaan jaringan dengan biaya rendah.
Skalabilitas: Sistem Ethernet dapat diskalakan dan dapat dengan mudah ditingkatkan seiring dengan meningkatnya kebutuhan bandwidth.
Keandalan: Ethernet telah terbukti sangat andal, dengan waktu aktif yang sangat tinggi dan tingkat kesalahan yang rendah.
Keamanan: Jaringan berbasis Ethernet memberikan perlindungan lebih tinggi daripada teknologi jaringan lainnya karena berbagai fitur keamanan.
Kompatibilitas: Teknologi Ethernet kompatibel dengan berbagai perangkat, menjadikannya solusi ideal untuk jaringan bersama.
Jaringan Ethernet dirancang di sekitar arsitektur hub dan spoke yang menggunakan sakelar, router, dan dudukan untuk menghubungkan perangkat dalam topologi berbentuk bintang. Arsitektur Ethernet memastikan bahwa paket data ditransmisikan dan diterima secara akurat antara perangkat yang terhubung.
Sakelar Ethernet, dan adaptor sangat penting dalam arsitektur jaringan Ethernet, menyediakan konektivitas antar perangkat. Sakelar Ethernet menghubungkan beberapa perangkat untuk membentuk jaringan. Mereka mengurangi tabrakan data dan membantu mencegah kemacetan jaringan. Adaptor Ethernet (juga disebut Kartu Antarmuka Jaringan atau NIC) adalah perangkat yang digunakan untuk menghubungkan komputer dan perangkat lain ke jaringan Ethernet. Mereka menerjemahkan sinyal digital menjadi sinyal listrik yang dapat ditransmisikan melalui web.
Protokol Ethernet adalah aturan dan prosedur yang mengatur komunikasi di seluruh jaringan Ethernet. Komunikasi Ethernet didasarkan pada standar jaringan Ethernet IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.3. IEEE menyediakan kerangka kerja untuk mengembangkan spesifikasi protokol Ethernet dan perangkat keras antarmuka. Hasil standar Ethernet memastikan bahwa peralatan dan perangkat jaringan dari produsen yang berbeda dapat berkomunikasi.
Perkembangan terbaru dalam teknologi Ethernet dikenal sebagai 25 Gigabit Ethernet (25GbE). Teknologi ini menggunakan satu koneksi untuk mentransfer data dengan kecepatan 25 gigabit per detik (Gbps). Ini dirancang untuk mendukung lingkungan pusat data generasi mendatang dengan permintaan bandwidth yang terus meningkat.
Teknologi Ethernet telah berkembang pesat sejak awal, dari Ethernet 10Mbps pada awal 1980-an hingga Ethernet 400GB, iterasi terbaru. Dengan arsitekturnya yang kokoh dan dapat diskalakan, Ethernet adalah tulang punggung sebagian besar jaringan, memungkinkan komunikasi yang cepat, andal, dan ekonomis.
InfiniBand dan Ethernet adalah dua teknologi jaringan canggih yang banyak digunakan dalam industri komputer. InfiniBand adalah teknologi interkoneksi latensi rendah berkecepatan tinggi untuk cluster server, pusat data, dan lingkungan komputasi berkinerja tinggi. Di sisi lain, Ethernet adalah protokol jaringan yang digunakan secara luas yang mendukung banyak aplikasi, termasuk jaringan rumah dan kantor, penyimpanan jaringan, dan jaringan pusat data.
Saat membandingkan InfiniBand dan Ethernet, latensi adalah salah satu perbedaan paling signifikan antara kedua teknologi tersebut. Latensi mengacu pada waktu perjalanan data dari pengirim ke penerima dalam jaringan. InfiniBand memiliki latensi terendah dari semua teknologi interkoneksi yang tersedia, dengan latensi bolak-balik berkisar antara dua hingga sepuluh mikrodetik. Ethernet memiliki latensi yang lebih tinggi, dengan latensi bolak-balik berkisar antara 20 hingga 200 mikrodetik.
InfiniBand juga memiliki keunggulan kinerja yang signifikan dibandingkan Ethernet. InfiniBand dapat memberikan kecepatan transfer data yang lebih tinggi hingga 200 Gb/s, sedangkan kecepatan Ethernet Ethernet tercepat yang tersedia saat ini adalah 100 Gb/s. Selain itu, InfiniBand mendukung Remote Direct Memory Access (RDMA), yang memungkinkan data ditransfer langsung antar memori server tanpa melibatkan CPU. Ini menghilangkan kebutuhan untuk pemrosesan protokol jaringan dan menghasilkan kinerja yang lebih tinggi. Ethernet tidak mendukung RDMA dan bergantung pada keterlibatan CPU dalam transfer data, yang mengarah ke tingkat kinerja yang lebih rendah.
Skalabilitas adalah faktor penting lainnya dalam membandingkan InfiniBand dan Ethernet. InfiniBand sangat dapat diskalakan, yang menjadikannya pilihan ideal untuk kluster server besar dan aplikasi komputasi berkinerja tinggi. Skalabilitas InfiniBand dicapai dengan menggunakan arsitektur fabric berbasis switch yang dapat mendukung jutaan node, memungkinkannya untuk menskalakan dengan mulus saat jaringan tumbuh. Di sisi lain, Ethernet memiliki batasan skalabilitas yang melekat karena sifat mediumnya yang dibagikan. Akibatnya, Ethernet paling cocok untuk jaringan yang lebih kecil, dan kinerjanya dapat menurun seiring pertumbuhan web.
InfiniBand dan Ethernet digunakan dalam berbagai aplikasi, tergantung pada keunggulan uniknya. InfiniBand ideal untuk komputasi kinerja tinggi dan aplikasi pusat data yang membutuhkan latensi rendah dan konektivitas bandwidth tinggi, seperti simulasi ilmiah, pengurutan genom, dan analisis keuangan. Ethernet umumnya digunakan di jaringan kantor dan rumah, sistem penyimpanan jaringan, dan koneksi internet. Ethernet juga cocok untuk aplikasi pusat data skala kecil yang tidak memerlukan konektivitas performa tinggi.
Dalam beberapa tahun terakhir, tren dalam industri server mengarah pada penggunaan Ethernet, yang diadopsi lebih luas dan terbukti andal dalam berbagai aplikasi. Sebaliknya, InfiniBand terutama digunakan dalam aplikasi khusus yang membutuhkan kinerja tinggi dan latensi rendah. Namun, InfiniBand melihat minat baru karena munculnya aplikasi AI/ML baru dan permintaan untuk komputasi berkinerja lebih tinggi. Masa depan InfiniBand dan Ethernet kemungkinan akan dipengaruhi oleh ini dan aplikasi lain yang muncul, serta pengembangan teknologi baru, seperti penggunaan teknologi Light Peak, yang dapat menyediakan Ethernet dengan peningkatan tingkat bandwidth hingga 800 Gb/ S.
Rekomendasi Bacaan: Arsitektur Jaringan Pusat Data
Kecerdasan buatan (AI) telah menjadi aspek yang semakin penting dari jaringan pusat data dalam beberapa tahun terakhir. Sementara Ethernet telah lama menjadi standar untuk jaringan di pusat data, InfiniBand telah muncul sebagai alternatif yang kuat dan sangat cocok untuk komputasi kinerja tinggi (HPC) dan beban kerja AI.
InfiniBand adalah teknologi jaringan berkecepatan tinggi yang awalnya dirancang untuk kluster HPC. Ini menjadi semakin populer dalam beberapa tahun terakhir untuk beban kerja AI karena latensi rendah, kemampuan bandwidth tinggi. InfiniBand sangat cocok untuk komputasi paralel, komponen penting dari beban kerja HPC dan AI.
Ethernet adalah teknologi jaringan tradisional yang digunakan di pusat data. Ini adalah teknologi bandwidth tinggi berbiaya rendah yang digunakan secara luas di lingkungan perusahaan. Ethernet beroperasi pada kecepatan yang lebih lambat daripada InfiniBand, tetapi masih dapat menangani sebagian besar beban kerja pusat data.
Arsitektur jaringan pusat data biasanya terdiri dari lapisan inti, distribusi, dan akses. Lapisan inti menyediakan konektivitas berkecepatan tinggi untuk semua perangkat di pusat data, sedangkan lapisan distribusi menyediakan konektivitas antara lapisan inti dan lapisan akses. Lapisan akses adalah tempat perangkat pengguna akhir terhubung ke jaringan. Ethernet banyak digunakan di semua lapisan arsitektur jaringan pusat data.
Dalam hal beban kerja HPC, InfiniBand memiliki beberapa keunggulan dibandingkan Ethernet. Pertama dan terpenting, InfiniBand menawarkan latensi yang jauh lebih rendah daripada Ethernet. Ini penting untuk beban kerja HPC yang memerlukan komunikasi antarnode yang cepat. InfiniBand juga menyediakan bandwidth yang lebih tinggi daripada Ethernet, membuatnya sangat cocok untuk aplikasi HPC yang membutuhkan data dalam jumlah besar untuk ditransfer antar node.
Beban kerja AI bergantung pada sumber daya komputasi performa tinggi untuk memproses data dalam jumlah besar dengan cepat dan akurat. InfiniBand sangat cocok untuk beban kerja AI karena latensi rendah dan kemampuan bandwidth tinggi. Ini memungkinkan transfer cepat data dalam jumlah besar antar node dalam sebuah cluster, yang penting untuk model AI yang memerlukan komputasi terdistribusi.
InfiniBand HDR (High Data Rate) adalah versi terbaru dari teknologi InfiniBand, menawarkan kecepatan yang jauh lebih cepat daripada pendahulunya. HDR menawarkan kecepatan hingga 200 Gbps per port, menjadikannya pilihan ideal untuk beban kerja AI yang membutuhkan bandwidth tinggi dan latensi rendah. 200G InfiniBand adalah teknologi baru yang dibangun berdasarkan kemampuan HDR, menawarkan kecepatan yang lebih tinggi dan latensi yang lebih rendah untuk beban kerja AI dan HPC.
Rekomendasi Bacaan: Memahami InfiniBand: Panduan Lengkap
Protokol dan adaptor jaringan memungkinkan komunikasi dan transfer data yang efektif di seluruh jaringan yang kompleks. Dalam kasus InfiniBand, adapter jaringan bertanggung jawab untuk menyediakan koneksi berkecepatan tinggi antara server dan struktur jaringan. Arsitektur InfiniBand mendukung berbagai teknologi adaptor, termasuk host channel adapters (HCA), target channel adapters (TCA), dan switch channel adapters (SCA). Masing-masing jenis adaptor ini memainkan peran unik dalam memfasilitasi komunikasi dan transfer data antara berbagai komponen di dalam jaringan.
Demikian pula, di Ethernet, adaptor jaringan berfungsi sebagai antarmuka antara jaringan dan sistem komputasi. Adaptor Ethernet, yang dikenal sebagai kartu antarmuka jaringan (NIC), menyediakan konektivitas antara server dan infrastruktur jaringan sekaligus mendukung transfer data berkecepatan tinggi. Adaptor Ethernet datang dalam berbagai bentuk, termasuk berbasis tembaga, berbasis serat, dan nirkabel, dan menyediakan beberapa opsi bandwidth.
InfiniBand dan Ethernet memanfaatkan protokol jaringan untuk memenuhi persyaratan aplikasi unik mereka. InfiniBand menggunakan protokol latensi rendah berkecepatan tinggi yang disebut arsitektur InfiniBand (IBA). IBA dimaksudkan untuk mentransmisikan data massal secara efisien, menjadikannya pilihan ideal untuk lingkungan HPC yang memerlukan komunikasi berkecepatan tinggi dan latensi rendah.
Di sisi lain, Ethernet menggunakan paket Transmission Control Protocol (TCP)/Internet Protocol (IP) untuk menyediakan konektivitas jaringan dan transfer data. TCP/IP adalah protokol yang diadopsi secara luas yang kompatibel dengan berbagai lingkungan aplikasi. Ethernet juga mendukung protokol seperti User Datagram Protocol (UDP) dan Internet Protocol Security (IPSec).
Sakelar Ethernet dan sakelar InfiniBand adalah perangkat jaringan yang memungkinkan komunikasi antara sumber daya komputasi, sistem penyimpanan, dan komponen jaringan lainnya. Namun, meskipun kedua sakelar melakukan tugas mendasar yang sama, arsitektur dan fungsionalitas dasarnya berbeda secara signifikan.
Sakelar Ethernet dirancang untuk menyediakan konektivitas ke perangkat dan server pengguna akhir, menjadikannya ideal untuk jaringan tingkat perusahaan. Sakelar Ethernet beroperasi pada lapisan jaringan model OSI, yang berarti mereka menggunakan protokol berbasis IP untuk menjalin komunikasi antar perangkat jaringan.
Sebaliknya, sakelar InfiniBand dirancang untuk menyediakan konektivitas kinerja tinggi dan latensi rendah antara kluster HPC, menjadikannya ideal untuk pusat data dan lingkungan superkomputer. Sakelar InfiniBand beroperasi pada lapisan tautan data model OSI, yang berarti sakelar tersebut menggunakan protokol tingkat rendah daripada sakelar Ethernet. Ini memungkinkan mereka memberikan kecepatan transmisi yang lebih cepat dan latensi yang lebih rendah daripada sakelar Ethernet.
InfiniBand mendukung serangkaian teknologi adaptor jaringan, yang masing-masing memiliki peran unik dalam mendukung komunikasi yang cepat dan efisien antar komponen jaringan. Host Channel Adapters (HCA) menghubungkan server ke jaringan InfiniBand melalui PCIe antarmuka. Target Channel Adapters (TCA) menyediakan konektivitas ke perangkat penyimpanan, sementara Switch Channel Adapters (SCA) menghubungkan switch dan router ke jaringan.
InfiniBand juga mendukung Remote Direct Memory Access (RDMA), sebuah teknologi yang memungkinkan aplikasi jaringan mengakses data di perangkat penyimpanan jarak jauh tanpa melalui tumpukan protokol sistem operasi. RDMA memfasilitasi transfer data yang lebih cepat dan mengurangi overhead CPU, menjadikannya komponen integral dari arsitektur performa tinggi InfiniBand.
Manfaat InfiniBand dan Ethernet sebagai teknologi interkoneksi sangat tergantung pada lingkungan aplikasi di mana mereka digunakan. Latensi rendah, arsitektur kecepatan tinggi InfiniBand ideal untuk pusat data dan aplikasi HPC yang memerlukan komunikasi cepat dan efisien antara banyak elemen komputasi.
Sebaliknya, sifat Ethernet yang ada di mana-mana menjadikannya pilihan yang lebih disukai untuk sebagian besar lingkungan jaringan tingkat perusahaan. Fleksibilitas dan skalabilitas Ethernet menjadikannya pilihan ideal untuk aplikasi berbasis cloud dan infrastruktur pusat data yang menyeimbangkan berbagai beban kerja.
Karena permintaan akan transmisi data berkecepatan tinggi terus melonjak, kemajuan teknologi interkoneksi jaringan menjadi semakin diperlukan. Munculnya protokol baru, seperti 400 Gigabit Ethernet (GbE) Ethernet, memberikan throughput yang lebih tinggi dari sebelumnya, menghasilkan peningkatan besar-besaran dalam efisiensi pusat data dan kekuatan pemrosesan.
Rekomendasi Bacaan: EPON, teknologi akses Ethernet jarak jauh berdasarkan jaringan transportasi serat optik
J: InfiniBand dan Ethernet adalah teknologi jaringan tetapi memiliki beberapa perbedaan utama. Sementara Ethernet adalah standar jaringan yang digunakan secara luas yang telah ada sejak lama, InfiniBand adalah teknologi jaringan berkecepatan tinggi yang dirancang khusus untuk menyediakan komunikasi latensi rendah dan bandwidth tinggi.
J: InfiniBand dapat menawarkan kecepatan yang jauh lebih tinggi dibandingkan dengan Ethernet tradisional. Sementara Ethernet biasanya beroperasi pada kecepatan 1Gbps, 10Gbps, atau 100Gbps, InfiniBand dapat memberikan kecepatan hingga 200Gbps atau bahkan lebih tinggi.
A: InfiniBand memiliki beberapa keunggulan dibandingkan Ethernet. Ini menawarkan latensi yang lebih rendah, bandwidth yang lebih tinggi, dan skalabilitas yang lebih baik, sehingga cocok untuk lingkungan komputasi berkinerja tinggi. InfiniBand juga mendukung akses memori langsung jarak jauh (RDMA), yang memungkinkan data ditransfer antar sistem tanpa melibatkan CPU.
A: Ya, InfiniBand adalah standar terbuka. Ini dikembangkan dan dikelola oleh InfiniBand Trade Association (IBTA), yang terdiri dari perusahaan-perusahaan dari industri teknologi.
J: Ya, InfiniBand dan Ethernet bisa hidup berdampingan di jaringan yang sama. Banyak pusat data modern menggunakan kedua teknologi tersebut untuk mengoptimalkan kinerja dan memenuhi kebutuhan jaringan yang berbeda.
A: Ya, ada berbagai jenis Ethernet, seperti 10BASE-T, 100BASE-TX, dan 1000BASE-T. Ini mengacu pada berbagai versi dan kecepatan teknologi Ethernet.
J: InfiniBand HDR (High Data Rate) adalah iterasi terbaru dari standar InfiniBand. Ini menawarkan kecepatan yang lebih tinggi dan kinerja yang lebih baik dibandingkan dengan generasi sebelumnya.
A: InfiniBand berbasis switch dan menggunakan mekanisme penanganan paket yang berbeda dari Ethernet. InfiniBand menggunakan akses memori langsung jarak jauh (RDMA) untuk mentransfer data antar sistem secara langsung, sedangkan Ethernet bergantung pada pendekatan pengalihan paket tradisional.
J: Banyak perangkat pintar mengandalkan Ethernet untuk interkoneksi dan komunikasi. Ethernet adalah teknologi jaringan yang banyak digunakan dan mapan yang mendukung berbagai instrumen dan aplikasi.
J: InfiniBand menyediakan bandwidth tinggi dan latensi rendah, yang dapat berkontribusi pada peningkatan keandalan jaringan. Dengan kecepatan tinggi dan fitur canggih seperti RDMA, InfiniBand dapat membantu mengurangi kemacetan jaringan dan meningkatkan kinerja sistem secara keseluruhan.
