InfiniBand เป็นเทคโนโลยีเครือข่ายความเร็วสูงและอินพุต/เอาต์พุต (I/O) ที่พัฒนาขึ้นในช่วงปลายทศวรรษ 1990 โดยเป็นเทคโนโลยีต่อเนื่องจากเทคโนโลยีการเชื่อมต่อระหว่างกันก่อนหน้านี้ เช่น PCI และ SCSI ได้รับการออกแบบมาเพื่อเอาชนะข้อจำกัดของเทคโนโลยีเหล่านี้ และมอบแฟบริคที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น ปรับขยายได้ และมีความหน่วงต่ำสำหรับการเชื่อมต่อเซิร์ฟเวอร์ ระบบจัดเก็บข้อมูล และอุปกรณ์คอมพิวเตอร์อื่นๆ ในศูนย์ข้อมูลและสภาพแวดล้อมการประมวลผลประสิทธิภาพสูง (HPC)
InfiniBand เป็นสถาปัตยกรรมแฟบริกแบบสวิตช์ที่ใช้การเชื่อมโยงแบบจุดต่อจุดระหว่างอุปกรณ์ ทำให้มีแบนด์วิธสูงและเวลาแฝงต่ำ มันใช้วิธีการตามช่องทางในการถ่ายโอนข้อมูลซึ่งข้อมูลจะถูกแบ่งออกเป็นแพ็กเก็ตขนาดเล็กที่เรียกว่า "แพ็กเก็ตข้อมูล" และถ่ายโอนผ่านแฟบริค สถาปัตยกรรมยังเปิดใช้งานการประมวลผลแบบขนาน ซึ่งสามารถส่งแพ็กเก็ตข้อมูลหลายชุดพร้อมกัน ส่งผลให้ประสิทธิภาพการทำงานสูงขึ้น
InfiniBand มอบข้อได้เปรียบหลายประการเหนือเทคโนโลยีเครือข่ายแบบดั้งเดิม เช่น อีเธอร์เน็ต อย่างแรกคือมอบแบนด์วิธที่สูงกว่ามาก โดยมีความเร็วสูงสุดถึง 200 Gb/s ในปัจจุบัน นอกจากนี้ InfiniBand ยังมีเวลาแฝงที่ต่ำกว่าอีเธอร์เน็ตมาก ทำให้เหมาะสำหรับปริมาณงานคอมพิวเตอร์ประสิทธิภาพสูงซึ่งจำเป็นต้องประมวลผลข้อมูลอย่างรวดเร็ว
ข้อดีอีกประการของ InfiniBand คือความสามารถในการปรับขนาด รองรับโหนดหลายหมื่นโหนดในโครงสร้างเดียว ทำให้เป็นตัวเลือกที่เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมศูนย์ข้อมูลขนาดใหญ่ นอกจากนี้ยังมีความน่าเชื่อถือและความพร้อมใช้งานสูงผ่านโทโพโลยีแบบตาข่ายที่ซ้ำซ้อน ซึ่งช่วยให้มั่นใจได้ว่าแฟบริคจะยังคงใช้งานได้แม้ในช่วงที่มีปัญหาการเชื่อมต่อ
การอ่านหนังสือที่แนะนำ: เครือข่ายศูนย์ข้อมูลคืออะไร? วิธีจัดการเครือข่ายศูนย์ข้อมูล
สถาปัตยกรรมเครือข่าย InfiniBand ประกอบด้วยหลายเลเยอร์ ซึ่งแต่ละเลเยอร์ทำหน้าที่เฉพาะเพื่อให้แน่ใจว่าการถ่ายโอนข้อมูลอย่างมีประสิทธิภาพทั่วทั้งแฟบริค เลเยอร์เหล่านี้ประกอบด้วย:
เลเยอร์ทางกายภาพ: เลเยอร์นี้จัดการการเชื่อมต่อทางกายภาพระหว่างอุปกรณ์และตรวจสอบให้แน่ใจว่าข้อมูลถูกส่งและรับอย่างถูกต้อง
Data Link Layer: เลเยอร์นี้ให้การถ่ายโอนข้อมูลที่เชื่อถือได้โดยใช้การรับทราบและการตรวจสอบเพื่อตรวจหาและแก้ไขข้อผิดพลาด นอกจากนี้ยังจัดการการควบคุมการไหลเพื่อให้แน่ใจว่าข้อมูลถูกส่งในอัตราที่เหมาะสม
เลเยอร์เครือข่าย: เลเยอร์นี้จัดเตรียมการกำหนดเส้นทางของแพ็กเก็ตข้อมูลทั่วทั้งโครงสร้างและการจัดการการจราจรและการควบคุมความแออัด
Transport Layer: เลเยอร์นี้ให้การส่งข้อมูลแบบ end-to-end ที่เชื่อถือได้ และรับประกันว่าข้อมูลจะถูกส่งตามลำดับที่ถูกต้อง
สวิตช์และอะแดปเตอร์ InfiniBand เป็นส่วนประกอบที่สำคัญของเครือข่าย InfiniBand สวิตช์ InfiniBand ใช้เพื่อกำหนดเส้นทางข้อมูลระหว่างอุปกรณ์ในแฟบริค และโดยทั่วไปแล้วจะมีพอร์ตหลายพอร์ตที่ช่วยให้สามารถเชื่อมต่ออุปกรณ์หลายตัวกับวัสดุได้ ในทางกลับกัน อะแดปเตอร์ InfiniBand ได้รับการติดตั้งในเซิร์ฟเวอร์หรือระบบจัดเก็บข้อมูลเพื่อให้การเชื่อมต่อกับแฟบริค InfiniBand
สวิตช์และอะแดปเตอร์เหล่านี้ออกแบบมาเฉพาะสำหรับ InfiniBand สิ่งเหล่านี้ได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับการถ่ายโอนข้อมูลที่มีแบนด์วิธสูงและมีเวลาแฝงต่ำ ทำให้เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อม HPC และแอปพลิเคชันอื่น ๆ ที่ต้องใช้ข้อมูลมาก
InfiniBand เป็นเทคโนโลยีที่ได้มาตรฐานร่วมกับองค์กรอุตสาหกรรมหลายแห่งที่เกี่ยวข้องในการพัฒนาและบำรุงรักษา InfiniBand Trade Association (IBTA) ดูแลการพัฒนาข้อมูลจำเพาะของ InfiniBand และรับรองว่าจะยังคงทันสมัยด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีล่าสุด นอกจากนี้ IBTA ยังจัดการโปรแกรมทดสอบการทำงานร่วมกัน ซึ่งตรวจสอบว่าผลิตภัณฑ์ InfiniBand จากผู้จำหน่ายต่างๆ สามารถทำงานร่วมกันได้ในแฟบริกเดียว
ปัจจุบัน InfiniBand มีให้บริการในหลายเวอร์ชัน ได้แก่ InfiniBand Single Data Rate (SDR), Double Data Rate (DDR), Quad Data Rate (QDR) และ Eight Data Rate (EDR) การทำซ้ำแต่ละครั้งทำให้เห็นถึงการปรับปรุงแบนด์วิธ เวลาแฝง และเมตริกประสิทธิภาพอื่นๆ ทำให้ InfiniBand เป็นตัวเลือกที่น่าสนใจมากขึ้นสำหรับศูนย์ข้อมูลและสภาพแวดล้อม HPC
อีเธอร์เน็ตเป็นเทคโนโลยีที่ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับเครือข่ายท้องถิ่น (LAN) อีเธอร์เน็ตเป็นระบบเดินสายและโปรโตคอลข้อมูลที่ให้วิธีการที่สอดคล้องและเชื่อถือได้สำหรับการส่งแพ็กเก็ตข้อมูลระหว่างอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อ ใช้โปรโตคอล Physical Layer (PHY) และ Media Access Control (MAC) เพื่อส่งข้อมูลผ่านสายทองแดงหรือสายแสงในโทโพโลยีรูปดาว อีเธอร์เน็ตถูกใช้ในเกือบทุกอุตสาหกรรม ตั้งแต่การใช้งานขนาดเล็กไปจนถึงเครือข่ายขนาดใหญ่
ระบบอีเธอร์เน็ตระบบแรกถูกคิดค้นขึ้นในปี 1973 โดย Bob Metcalfe ที่ศูนย์วิจัย Palo Alto ของ Xerox 10Base5 โปรโตคอลอีเธอร์เน็ตดั้งเดิมของ Metcalfe ได้รับการออกแบบมาสำหรับการเชื่อมต่อ 10 Mbps ผ่านสายโคแอกเชียลแบบหนา เทคโนโลยีอีเธอร์เน็ตมีการพัฒนามาตลอดหลายปี และปัจจุบันมีตัวเลือกอื่นๆ มากมายที่มีความเร็วสูงกว่า เช่น อีเทอร์เน็ต 40GB, 100GB และ 400GB
แพ็กเก็ตอีเธอร์เน็ตประกอบด้วยส่วนหัวและเพย์โหลดข้อมูล ชื่อประกอบด้วยที่อยู่ต้นทางและปลายทาง ในขณะที่เพย์โหลดข้อมูลจะทำหน้าที่ส่งข้อมูล ที่อยู่ MAC กำหนดอุปกรณ์ทุกเครื่องที่เชื่อมต่อกับเครือข่ายด้วยตัวระบุเฉพาะ ซึ่งจะใช้เพื่อสร้างการเชื่อมต่อ
เทคโนโลยีอีเทอร์เน็ตให้ประโยชน์มากมายเหนือเทคโนโลยีเครือข่ายอื่นๆ ได้แก่:
ประหยัดค่าใช้จ่าย: อีเทอร์เน็ตช่วยให้ใช้งานและบำรุงรักษาเครือข่ายได้ในราคาต่ำ
ความสามารถในการปรับขนาด: ระบบอีเธอร์เน็ตสามารถปรับขนาดได้และสามารถอัพเกรดได้ง่ายเมื่อความต้องการแบนด์วิธเพิ่มขึ้น
ความน่าเชื่อถือ: อีเธอร์เน็ตได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีความน่าเชื่อถือสูง โดยมีเวลาทำงานสูงมากและมีอัตราข้อผิดพลาดต่ำ
ความปลอดภัย: เครือข่ายที่ใช้อีเทอร์เน็ตให้การป้องกันที่สูงกว่าเทคโนโลยีเครือข่ายอื่นๆ เนื่องจากมีคุณสมบัติด้านความปลอดภัยที่หลากหลาย
ความเข้ากันได้: เทคโนโลยีอีเทอร์เน็ตเข้ากันได้กับอุปกรณ์ต่างๆ ทำให้เป็นโซลูชั่นที่เหมาะสำหรับเครือข่ายที่ใช้ร่วมกัน
เครือข่ายอีเธอร์เน็ตได้รับการออกแบบโดยใช้สถาปัตยกรรมแบบฮับและซี่ล้อที่ใช้สวิตช์ เราเตอร์ และที่นั่งเพื่อเชื่อมต่ออุปกรณ์ในโทโพโลยีรูปดาว สถาปัตยกรรมอีเธอร์เน็ตทำให้มั่นใจได้ว่าแพ็กเก็ตข้อมูลจะถูกส่งและรับอย่างถูกต้องระหว่างอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อ
สวิตช์และอะแดปเตอร์อีเทอร์เน็ตมีความสำคัญในสถาปัตยกรรมเครือข่ายอีเทอร์เน็ต ซึ่งให้การเชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์ต่างๆ สวิตช์อีเทอร์เน็ตเชื่อมต่ออุปกรณ์หลายตัวเพื่อสร้างเครือข่าย ช่วยลดการชนกันของข้อมูลและช่วยป้องกันความแออัดของเครือข่าย อะแดปเตอร์อีเทอร์เน็ต (เรียกอีกอย่างว่าการ์ดเชื่อมต่อเครือข่ายหรือ NIC) เป็นอุปกรณ์ที่ใช้เชื่อมต่อคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์อื่นๆ กับเครือข่ายอีเทอร์เน็ต พวกเขาแปลสัญญาณดิจิตอลเป็นสัญญาณไฟฟ้าที่สามารถส่งผ่านเว็บ
โปรโตคอลอีเทอร์เน็ตคือกฎและขั้นตอนที่ควบคุมการสื่อสารผ่านเครือข่ายอีเทอร์เน็ต การสื่อสารอีเทอร์เน็ตเป็นไปตามมาตรฐานเครือข่ายอีเทอร์เน็ต IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.3 IEEE จัดเตรียมเฟรมเวิร์กสำหรับการพัฒนาข้อกำหนดสำหรับโปรโตคอลอีเทอร์เน็ตและฮาร์ดแวร์ส่วนต่อประสาน ผลลัพธ์ของมาตรฐานอีเธอร์เน็ตทำให้มั่นใจได้ว่าอุปกรณ์เครือข่ายและอุปกรณ์จากผู้ผลิตรายต่างๆ สามารถสื่อสารกันได้
การพัฒนาล่าสุดในเทคโนโลยี Ethernet เรียกว่า 25 Gigabit Ethernet (25GbE) เทคโนโลยีนี้ใช้การเชื่อมต่อเดียวเพื่อถ่ายโอนข้อมูลที่ความเร็ว 25 กิกะบิตต่อวินาที (Gbps) ได้รับการออกแบบมาเพื่อรองรับสภาพแวดล้อมศูนย์ข้อมูลยุคหน้าซึ่งมีความต้องการแบนด์วิธที่เพิ่มมากขึ้น
เทคโนโลยีอีเธอร์เน็ตมีการพัฒนาอย่างมากตั้งแต่เริ่มก่อตั้ง ตั้งแต่อีเทอร์เน็ต 10Mbps ในช่วงต้นทศวรรษ 1980 ไปจนถึงอีเทอร์เน็ต 400GB ซึ่งเป็นการทำซ้ำครั้งล่าสุด ด้วยสถาปัตยกรรมที่แข็งแกร่งและปรับขนาดได้ อีเทอร์เน็ตจึงเป็นแกนหลักของเครือข่ายส่วนใหญ่ ทำให้สามารถสื่อสารได้รวดเร็ว เชื่อถือได้ และประหยัด
InfiniBand และ Ethernet เป็นเทคโนโลยีเครือข่ายขั้นสูงสองรายการที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมคอมพิวเตอร์ InfiniBand เป็นเทคโนโลยีการเชื่อมต่อระหว่างกันความเร็วสูงและความหน่วงต่ำสำหรับคลัสเตอร์เซิร์ฟเวอร์ ศูนย์ข้อมูล และสภาพแวดล้อมการประมวลผลประสิทธิภาพสูง ในทางกลับกัน อีเทอร์เน็ตเป็นโปรโตคอลเครือข่ายที่ใช้กันอย่างแพร่หลายซึ่งสนับสนุนแอปพลิเคชันมากมาย รวมถึงเครือข่ายที่บ้านและสำนักงาน ที่เก็บข้อมูลเครือข่าย และระบบเครือข่ายศูนย์ข้อมูล
เมื่อเปรียบเทียบ InfiniBand กับอีเธอร์เน็ต เวลาแฝงเป็นหนึ่งในความแตกต่างที่สำคัญที่สุดระหว่างสองเทคโนโลยี เวลาแฝงหมายถึงเวลาที่ข้อมูลเดินทางจากผู้ส่งไปยังผู้รับภายในเครือข่าย InfiniBand มีเวลาแฝงต่ำที่สุดในบรรดาเทคโนโลยีการเชื่อมต่อที่มีอยู่ โดยมีเวลาแฝงไปกลับตั้งแต่สองถึงสิบไมโครวินาที อีเธอร์เน็ตมีเวลาแฝงที่สูงกว่า โดยมีเวลาแฝงไปกลับตั้งแต่ 20 ถึง 200 ไมโครวินาที
InfiniBand ยังมีข้อได้เปรียบด้านประสิทธิภาพที่สำคัญเหนืออีเทอร์เน็ต InfiniBand สามารถให้อัตราการถ่ายโอนข้อมูลที่สูงกว่าถึง 200 Gb/s ในขณะที่ความเร็ว Ethernet Ethernet ที่เร็วที่สุดในปัจจุบันคือ 100 Gb/s นอกจากนี้ InfiniBand ยังรองรับการเข้าถึงหน่วยความจำโดยตรงจากระยะไกล (RDMA) ซึ่งช่วยให้สามารถถ่ายโอนข้อมูลโดยตรงระหว่างหน่วยความจำของเซิร์ฟเวอร์โดยไม่ต้องใช้ CPU ซึ่งช่วยลดความจำเป็นในการประมวลผลโปรโตคอลเครือข่ายและนำไปสู่ประสิทธิภาพที่สูงขึ้น อีเธอร์เน็ตไม่รองรับ RDMA และอาศัยการมีส่วนร่วมของ CPU ในการถ่ายโอนข้อมูล ทำให้ประสิทธิภาพการทำงานลดลง
ความสามารถในการปรับขนาดเป็นอีกหนึ่งปัจจัยสำคัญในการเปรียบเทียบ InfiniBand และอีเทอร์เน็ต InfiniBand สามารถปรับขนาดได้สูง ซึ่งทำให้เป็นตัวเลือกที่เหมาะสำหรับคลัสเตอร์เซิร์ฟเวอร์ขนาดใหญ่และแอปพลิเคชันการประมวลผลประสิทธิภาพสูง ความสามารถในการปรับขนาดของ InfiniBand ทำได้โดยใช้สถาปัตยกรรมแฟบริกแบบสวิตช์ที่สามารถรองรับโหนดนับล้าน ช่วยให้ปรับขนาดได้อย่างราบรื่นเมื่อเครือข่ายเติบโตขึ้น ในทางกลับกัน อีเธอร์เน็ตมีข้อจำกัดในการขยายขนาดโดยธรรมชาติเนื่องจากลักษณะสื่อที่ใช้ร่วมกัน ด้วยเหตุนี้ อีเธอร์เน็ตจึงเหมาะที่สุดสำหรับเครือข่ายขนาดเล็ก และประสิทธิภาพอาจลดลงเมื่อเว็บเติบโตขึ้น
InfiniBand และ Ethernet ใช้ในแอพพลิเคชั่นต่างๆ ขึ้นอยู่กับข้อดีที่ไม่เหมือนใคร InfiniBand เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการประมวลผลประสิทธิภาพสูงและแอปพลิเคชันศูนย์ข้อมูลที่ต้องการเวลาแฝงต่ำและการเชื่อมต่อแบนด์วิธสูง เช่น การจำลองทางวิทยาศาสตร์ การจัดลำดับจีโนม และการวิเคราะห์ทางการเงิน อีเทอร์เน็ตมักใช้ในเครือข่ายสำนักงานและที่บ้าน ระบบจัดเก็บข้อมูลเครือข่าย และการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ต อีเทอร์เน็ตยังเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานศูนย์ข้อมูลขนาดเล็กที่ไม่ต้องการการเชื่อมต่อที่มีประสิทธิภาพสูง
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา แนวโน้มในอุตสาหกรรมเซิร์ฟเวอร์มุ่งไปที่การใช้อีเธอร์เน็ต ซึ่งถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายมากขึ้นและได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเชื่อถือได้ในแอพพลิเคชั่นต่างๆ ในทางตรงกันข้าม InfiniBand ส่วนใหญ่ใช้ในแอปพลิเคชันพิเศษที่ต้องการประสิทธิภาพสูงและเวลาแฝงต่ำ อย่างไรก็ตาม InfiniBand กำลังได้รับความสนใจอีกครั้งเนื่องจากการเกิดขึ้นของแอปพลิเคชัน AI/ML ใหม่ และความต้องการการประมวลผลประสิทธิภาพสูงขึ้น อนาคตของ InfiniBand และอีเทอร์เน็ตน่าจะได้รับอิทธิพลจากแอปพลิเคชันเหล่านี้และแอปพลิเคชันเกิดใหม่อื่นๆ เช่นเดียวกับการพัฒนาเทคโนโลยีใหม่ เช่น การใช้เทคโนโลยีไลท์พีค ซึ่งสามารถให้อีเธอร์เน็ตมีระดับแบนด์วิธเพิ่มขึ้นสูงสุดถึง 800 Gb/ ส.
การอ่านหนังสือที่แนะนำ: สถาปัตยกรรมเครือข่ายศูนย์ข้อมูล
ปัญญาประดิษฐ์ (AI) ได้กลายเป็นสิ่งสำคัญมากขึ้นของเครือข่ายศูนย์ข้อมูลในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ในขณะที่อีเทอร์เน็ตเป็นมาตรฐานสำหรับการสร้างเครือข่ายในศูนย์ข้อมูลมาช้านาน InfiniBand ได้กลายเป็นทางเลือกที่ทรงพลังและเหมาะสมเป็นอย่างยิ่งสำหรับเวิร์กโหลดการประมวลผลประสิทธิภาพสูง (HPC) และ AI
InfiniBand เป็นเทคโนโลยีเครือข่ายความเร็วสูงที่ได้รับการออกแบบมาสำหรับคลัสเตอร์ HPC ได้รับความนิยมมากขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาสำหรับปริมาณงาน AI เนื่องจากความหน่วงต่ำ ความสามารถแบนด์วิธสูง InfiniBand เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการประมวลผลแบบขนาน ซึ่งเป็นองค์ประกอบสำคัญของเวิร์กโหลด HPC และ AI
อีเธอร์เน็ตเป็นเทคโนโลยีเครือข่ายแบบดั้งเดิมที่ใช้ในศูนย์ข้อมูล เป็นเทคโนโลยีที่มีต้นทุนต่ำและแบนด์วิธสูงที่ใช้งานกันอย่างแพร่หลายในสภาพแวดล้อมขององค์กร อีเธอร์เน็ตทำงานที่ความเร็วช้ากว่า InfiniBand แต่ก็ยังสามารถรองรับปริมาณงานส่วนใหญ่ของศูนย์ข้อมูลได้
สถาปัตยกรรมเครือข่ายศูนย์ข้อมูลโดยทั่วไปประกอบด้วยคอร์ การกระจาย และชั้นการเข้าถึง เลเยอร์หลักให้การเชื่อมต่อความเร็วสูงสำหรับอุปกรณ์ทั้งหมดในศูนย์ข้อมูล ในขณะที่เลเยอร์การกระจายให้การเชื่อมต่อระหว่างคอร์และเลเยอร์การเข้าถึง ชั้นการเข้าถึงเป็นที่ที่อุปกรณ์ของผู้ใช้เชื่อมต่อกับเครือข่าย อีเธอร์เน็ตถูกใช้งานอย่างแพร่หลายในทุกชั้นของสถาปัตยกรรมเครือข่ายศูนย์ข้อมูล
เมื่อพูดถึงปริมาณงาน HPC InfiniBand มีข้อดีหลายประการเหนืออีเทอร์เน็ต ก่อนอื่น InfiniBand ให้เวลาแฝงที่ต่ำกว่าอีเธอร์เน็ตมาก นี่เป็นสิ่งสำคัญสำหรับปริมาณงาน HPC ที่ต้องการการสื่อสารระหว่างโหนดที่รวดเร็ว InfiniBand ยังให้แบนด์วิธที่สูงกว่าอีเทอร์เน็ต ทำให้เหมาะสำหรับแอปพลิเคชัน HPC ที่ต้องการถ่ายโอนข้อมูลจำนวนมากระหว่างโหนดต่างๆ
ปริมาณงาน AI ขึ้นอยู่กับทรัพยากรการประมวลผลประสิทธิภาพสูงเพื่อประมวลผลข้อมูลจำนวนมากอย่างรวดเร็วและแม่นยำ InfiniBand เหมาะอย่างยิ่งสำหรับเวิร์กโหลด AI เนื่องจากมีเวลาแฝงต่ำและความสามารถด้านแบนด์วิธสูง ช่วยให้สามารถถ่ายโอนข้อมูลจำนวนมากอย่างรวดเร็วระหว่างโหนดในคลัสเตอร์ ซึ่งจำเป็นสำหรับโมเดล AI ที่ต้องใช้การประมวลผลแบบกระจาย
InfiniBand HDR (อัตราข้อมูลสูง) เป็นเวอร์ชันล่าสุดของเทคโนโลยี InfiniBand ซึ่งให้ความเร็วที่เร็วกว่ารุ่นก่อนมาก HDR ให้ความเร็วสูงสุด 200 Gbps ต่อพอร์ต ทำให้เป็นตัวเลือกที่เหมาะสำหรับเวิร์กโหลด AI ที่ต้องการแบนด์วิธสูงและเวลาแฝงต่ำ 200G InfiniBand เป็นเทคโนโลยีใหม่ที่สร้างจากความสามารถของ HDR ซึ่งให้ความเร็วที่สูงขึ้นและเวลาแฝงที่ต่ำกว่าสำหรับเวิร์กโหลด AI และ HPC
การอ่านหนังสือที่แนะนำ: ทำความเข้าใจกับ InfiniBand: คู่มือฉบับสมบูรณ์
โปรโตคอลเครือข่ายและอะแดปเตอร์ช่วยให้สามารถสื่อสารและถ่ายโอนข้อมูลข้ามเครือข่ายที่ซับซ้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในกรณีของ InfiniBand อะแดปเตอร์เครือข่ายมีหน้าที่จัดหาการเชื่อมต่อความเร็วสูงระหว่างเซิร์ฟเวอร์และโครงสร้างเครือข่าย สถาปัตยกรรม InfiniBand รองรับเทคโนโลยีอะแดปเตอร์ที่หลากหลาย รวมถึงอะแดปเตอร์ช่องสัญญาณโฮสต์ (HCA) อะแดปเตอร์ช่องสัญญาณเป้าหมาย (TCA) และอะแดปเตอร์ช่องสัญญาณสลับ (SCA) อะแด็ปเตอร์แต่ละประเภทเหล่านี้มีบทบาทเฉพาะในการอำนวยความสะดวกในการสื่อสารและการถ่ายโอนข้อมูลระหว่างส่วนประกอบต่างๆ ภายในเครือข่าย
ในทำนองเดียวกัน ในอีเทอร์เน็ต อะแดปเตอร์เครือข่ายทำหน้าที่เป็นอินเทอร์เฟซระหว่างเครือข่ายและระบบคอมพิวเตอร์ อะแดปเตอร์อีเทอร์เน็ตหรือที่เรียกว่าการ์ดอินเทอร์เฟซเครือข่าย (NIC) ให้การเชื่อมต่อระหว่างเซิร์ฟเวอร์และโครงสร้างพื้นฐานของเครือข่ายในขณะที่รองรับการถ่ายโอนข้อมูลความเร็วสูง อะแดปเตอร์อีเทอร์เน็ตมีหลายรูปแบบ ได้แก่ แบบทองแดง แบบไฟเบอร์ และแบบไร้สาย และมีตัวเลือกแบนด์วิธหลายแบบ
InfiniBand และ Ethernet ใช้โปรโตคอลเครือข่ายเพื่อตอบสนองความต้องการเฉพาะของแอปพลิเคชัน InfiniBand ใช้โปรโตคอลความเร็วสูงที่มีเวลาแฝงต่ำซึ่งเรียกว่าสถาปัตยกรรม InfiniBand (IBA) IBA มีวัตถุประสงค์เพื่อส่งข้อมูลจำนวนมากอย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้เป็นตัวเลือกที่เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อม HPC ที่ต้องการการสื่อสารความเร็วสูงและความหน่วงต่ำ
ในทางกลับกัน อีเธอร์เน็ตใช้ชุด Transmission Control Protocol (TCP)/Internet Protocol (IP) เพื่อให้การเชื่อมต่อเครือข่ายและการถ่ายโอนข้อมูล TCP/IP เป็นโปรโตคอลที่ใช้กันอย่างแพร่หลายซึ่งเข้ากันได้กับสภาพแวดล้อมของแอปพลิเคชันต่างๆ อีเธอร์เน็ตยังรองรับโปรโตคอลอย่าง User Datagram Protocol (UDP) และ Internet Protocol Security (IPSec)
สวิตช์อีเธอร์เน็ตและสวิตช์ InfiniBand เป็นอุปกรณ์เครือข่ายที่ช่วยให้สามารถสื่อสารระหว่างทรัพยากรคอมพิวเตอร์ ระบบจัดเก็บข้อมูล และส่วนประกอบเครือข่ายอื่นๆ อย่างไรก็ตาม ในขณะที่สวิตช์ทั้งสองทำงานพื้นฐานเดียวกัน สถาปัตยกรรมพื้นฐานและฟังก์ชันการทำงานที่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ
สวิตช์อีเธอร์เน็ตได้รับการออกแบบมาเพื่อให้การเชื่อมต่อกับอุปกรณ์และเซิร์ฟเวอร์ของผู้ใช้ปลายทาง ทำให้เหมาะสำหรับเครือข่ายระดับองค์กร สวิตช์อีเธอร์เน็ตทำงานที่เลเยอร์เครือข่ายของโมเดล OSI ซึ่งหมายความว่าใช้โปรโตคอลที่ใช้ IP เพื่อสร้างการสื่อสารระหว่างอุปกรณ์เครือข่าย
ในทางตรงกันข้าม สวิตช์ InfiniBand ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้การเชื่อมต่อที่มีประสิทธิภาพสูงและความหน่วงต่ำระหว่างคลัสเตอร์ HPC ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับศูนย์ข้อมูลและสภาพแวดล้อมของซูเปอร์คอมพิวเตอร์ สวิตช์ InfiniBand ทำงานที่เลเยอร์การเชื่อมโยงข้อมูลของโมเดล OSI ซึ่งหมายความว่าใช้โปรโตคอลระดับต่ำกว่าสวิตช์อีเทอร์เน็ต สิ่งนี้ช่วยให้พวกเขามอบความเร็วในการรับส่งข้อมูลที่เร็วกว่าและเวลาแฝงที่ต่ำกว่าสวิตช์อีเทอร์เน็ต
InfiniBand รองรับเทคโนโลยีอะแดปเตอร์เครือข่ายหลากหลายประเภท ซึ่งแต่ละเทคโนโลยีมีบทบาทเฉพาะในการสนับสนุนการสื่อสารที่รวดเร็วและมีประสิทธิภาพระหว่างส่วนประกอบเครือข่าย Host Channel Adapters (HCA) เชื่อมต่อเซิร์ฟเวอร์กับเครือข่าย InfiniBand ผ่าน PCIe อินเทอร์เฟซ Target Channel Adapters (TCA) ให้การเชื่อมต่อกับอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล ในขณะที่ Switch Channel Adapters (SCA) จะเชื่อมต่อสวิตช์และเราเตอร์เข้ากับเครือข่าย
InfiniBand ยังรองรับ Remote Direct Memory Access (RDMA) ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่ช่วยให้แอปพลิเคชันเครือข่ายสามารถเข้าถึงข้อมูลในอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลระยะไกลโดยไม่ต้องผ่านสแตกโปรโตคอลของระบบปฏิบัติการ RDMA ช่วยให้ถ่ายโอนข้อมูลได้เร็วขึ้นและลดโอเวอร์เฮดของ CPU ทำให้เป็นองค์ประกอบสำคัญของสถาปัตยกรรมประสิทธิภาพสูงของ InfiniBand
ประโยชน์ของ InfiniBand และ Ethernet ในฐานะเทคโนโลยีการเชื่อมต่อระหว่างกันนั้นขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมของแอปพลิเคชันที่ใช้งาน สถาปัตยกรรมความเร็วสูงที่มีความหน่วงแฝงต่ำของ InfiniBand เหมาะอย่างยิ่งสำหรับศูนย์ข้อมูลและแอปพลิเคชัน HPC ที่ต้องการการสื่อสารที่รวดเร็วและมีประสิทธิภาพระหว่างองค์ประกอบการประมวลผลจำนวนมาก
ในทางตรงกันข้าม ลักษณะที่แพร่หลายของอีเธอร์เน็ตทำให้เป็นตัวเลือกที่ต้องการสำหรับสภาพแวดล้อมเครือข่ายระดับองค์กรส่วนใหญ่ ความยืดหยุ่นและความสามารถในการปรับขนาดของอีเทอร์เน็ตทำให้เป็นตัวเลือกที่เหมาะสำหรับแอปพลิเคชันบนคลาวด์และโครงสร้างพื้นฐานของศูนย์ข้อมูลที่สมดุลของปริมาณงานต่างๆ
เนื่องจากความต้องการในการรับส่งข้อมูลความเร็วสูงยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ความก้าวหน้าของเทคโนโลยีการเชื่อมต่อเครือข่ายจึงมีความจำเป็นมากขึ้น การเกิดขึ้นของโปรโตคอลใหม่ เช่น 400 Gigabit Ethernet (GbE) ของอีเธอร์เน็ต ให้ทรูพุตสูงกว่าที่เคย ส่งผลให้ประสิทธิภาพศูนย์ข้อมูลและพลังการประมวลผลดีขึ้นอย่างมาก
การอ่านหนังสือที่แนะนำ: EPON เทคโนโลยีการเข้าถึงอีเทอร์เน็ตระยะไกลที่ใช้เครือข่ายการขนส่งใยแก้วนำแสง
ตอบ: InfiniBand และ Ethernet เป็นเทคโนโลยีเครือข่าย แต่มีความแตกต่างที่สำคัญบางประการ ในขณะที่อีเธอร์เน็ตเป็นมาตรฐานเครือข่ายที่ใช้กันอย่างแพร่หลายซึ่งมีมาช้านาน InfiniBand เป็นเทคโนโลยีเครือข่ายความเร็วสูงที่ออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อให้การสื่อสารที่มีเวลาแฝงต่ำและแบนด์วิธสูง
ตอบ: InfiniBand สามารถให้ความเร็วสูงขึ้นอย่างมากเมื่อเทียบกับอีเทอร์เน็ตแบบเดิม แม้ว่าโดยทั่วไปแล้วอีเธอร์เน็ตจะทำงานที่ความเร็ว 1Gbps, 10Gbps หรือ 100Gbps แต่ InfiniBand สามารถให้อัตราสูงสุด 200Gbps หรือสูงกว่านั้น
ตอบ: InfiniBand มีข้อดีหลายประการเหนืออีเทอร์เน็ต ให้เวลาแฝงที่ต่ำกว่า แบนด์วิธที่สูงกว่า และความสามารถในการปรับขนาดที่ดีกว่า ทำให้เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมการประมวลผลประสิทธิภาพสูง InfiniBand ยังรองรับการเข้าถึงหน่วยความจำโดยตรงจากระยะไกล (RDMA) ทำให้สามารถถ่ายโอนข้อมูลระหว่างระบบโดยไม่ต้องใช้ CPU
ตอบ: ใช่ InfiniBand เป็นมาตรฐานแบบเปิด ได้รับการพัฒนาและดูแลโดย InfiniBand Trade Association (IBTA) ซึ่งประกอบด้วยบริษัทจากอุตสาหกรรมเทคโนโลยี
ตอบ: ได้ InfiniBand และ Ethernet สามารถอยู่ร่วมกันในเครือข่ายเดียวกันได้ ศูนย์ข้อมูลสมัยใหม่หลายแห่งใช้เทคโนโลยีทั้งสองเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและตอบสนองความต้องการด้านเครือข่ายที่แตกต่างกัน
ตอบ: ใช่ มีอีเธอร์เน็ตหลายประเภท เช่น 10BASE-T, 100BASE-TX และ 1000BASE-T ข้อมูลเหล่านี้อ้างอิงถึงเวอร์ชันและความเร็วต่างๆ ของเทคโนโลยีอีเทอร์เน็ต
ตอบ: InfiniBand HDR (อัตราข้อมูลสูง) เป็นการทำซ้ำล่าสุดของมาตรฐาน InfiniBand ให้ความเร็วที่สูงขึ้นและประสิทธิภาพที่ดีขึ้นเมื่อเทียบกับรุ่นก่อนหน้า
ตอบ: InfiniBand เป็นแบบสวิตช์และใช้กลไกการจัดการแพ็กเก็ตที่แตกต่างจากอีเทอร์เน็ต InfiniBand ใช้การเข้าถึงหน่วยความจำโดยตรงจากระยะไกล (RDMA) เพื่อถ่ายโอนข้อมูลโดยตรงระหว่างระบบ ในขณะที่อีเทอร์เน็ตอาศัยวิธีการเปลี่ยนแพ็กเก็ตแบบเดิม
ตอบ: อุปกรณ์อัจฉริยะจำนวนมากใช้อีเธอร์เน็ตในการเชื่อมต่อและสื่อสาร อีเธอร์เน็ตเป็นเทคโนโลยีเครือข่ายที่ใช้กันอย่างแพร่หลายและเป็นที่ยอมรับซึ่งรองรับเครื่องมือและแอพพลิเคชั่นต่างๆ
ตอบ: InfiniBand ให้แบนด์วิธสูงและเวลาแฝงต่ำ ซึ่งสามารถช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือของเครือข่ายได้ ด้วยความเร็วที่รวดเร็วและคุณสมบัติขั้นสูงเช่น RDMA ทำให้ InfiniBand สามารถช่วยลดความแออัดของเครือข่ายและเพิ่มประสิทธิภาพของระบบโดยรวม
