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【51.2TB】Nvidia着眼于企业推出Spectrum-4以太网平台

行业动态
2022-10-19
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更新：2023-01-08 20:03:00

> 作者： 约翰·拉塞尔
> 日期：2022 年 3 月 22 日

在今天来自 GTC22 的新闻中，英伟达推出了一个新的以太网网络平台 Spectrum-4 和一个新的 51.2 太比特 Spectrum-4 以太网交换机，该交换机由一个 1000 亿晶体管 ASIC 供电，英伟达称其“是最大的交换曾经做过的 ASIC。” Spectrum-4（以太网）平台与 Quantum-2（InfiniBand）一起成为 Nvidia 的两个主要网络平台。英伟达还报告称，其 DPU 产品 BlueField 的吸引力越来越大。 在他的[GTC22](https://www.nvidia.com/gtc/)主题演讲中，Nvidia 首席执行官 Jensen Huang 说：“今天我们推出了每秒 51.2 TB 的 Spectrum-4 交换机。Spectrum-4 中的 1000 亿晶体管 ASIC 是有史以来最先进的开关。Spectrum-4 引入了跨所有端口的公平带宽分配、自适应路由和拥塞控制，以实现最高的整体数据中心吞吐量。借助 CX-7 (ConnectX-7) 和 BlueField-3 适配器以及 DOCA 数据中心基础架构软件，这是世界上第一个 400 Gb/秒的端到端网络平台。Spectrum-4 的定时精度可以达到几纳秒，而典型数据中心的抖动则只有几毫秒。这是五到六个数量级的改进。”

Spectrum 以太网平台的推出强调了 Nvidia 对企业的不断推动，以及 Nvidia 在 Mellanox 收购后稳步迁移其互连产品品牌中的 Mellanox 名称。在昨天的一次预先简报中，Nvidia 网络副总裁 Kevin Deierling 引用了几个 Nvidia AI 平台的数据管理和网络需求，例如 Riva（自然语言处理）、Merlin（推荐）和 Omniverse（数字双胞胎）推动推出新的基于以太网的平台。 他说，传统工作负载的特点是用户和计算进程数量众多，但不需要移动那么多数据，“连接很多，但交换的数据量很小。我们称之为鼠标流，有很多鼠标流。当您有成千上万的小鼠标流时，传统的网络负载平衡机制（如[ECMP](https://en.wikipedia.org/wiki/Equal-cost_multi-path_routing)（等价多路径路由））工作得很好。” 更新的加速计算和 AI 工作负载正在改变这些要求。例如，模拟工厂车间可能需要在节点之间交换庞大的数据库，Deierling 说。 “这些被称为大象流，它们可能发生碰撞并导致拥堵。Nvidia 正在使用基于拥塞的自适应路由来定位和识别大象流并进行相应调整。这里的好处是我们正在使用行业标准技术，”他说。“我们为[RoCE](https://en.wikipedia.org/wiki/RDMA_over_Converged_Ethernet)（通过融合以太网的远程直接内存访问）构建了它。这使我们能够在 GPU 和存储之间非常快速地共享数据。我们使用[GPUDirect Storage](https://developer.nvidia.com/blog/gpudirect-storage/)等技术，这样我们就可以直接从存储节点获取数据，绕过 CPU 直接将数据发送到 GPU。我们甚至可以在 GPU 之间共享数据，并使用网络硬件来移动数据。” 他说，该平台的核心是新的 Spectrum-4 以太网交换机，预计将在第三季度上市。它的规格令人印象深刻。Dieriling 指出，“Spectrum-4 提供了 12.8 TB 的[MACsec](https://en.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.1AE)加密。这对于您所听到的零信任计算很重要，并且是任何交换机中性能最高的加密。Spectrum-4 每秒可以处理近 380 亿个数据包，再次成为 400 Gig 端口可用的最高性能数据包交换。Spectrum-4 的吞吐量是我们之前交换机的四倍，它通过将每个通道可以连接的带宽增加一倍，然后将通道数量增加一倍来实现这一点，”Deierling 说。 Deierling 被问及 Spectrum-4 交换机是否使用 112G [SerDes](https://en.wikipedia.org/wiki/SerDes)（串行器/解串器）来实现 800 gig 的速度。112G SerDes 技术功能强大，但实施起来也很棘手。 “答案是肯定的，”代尔林说。“Spectrum-4 使用 100 gig 来实现 800 gig 端口。因此，它将 8 个通道按 100 gig 条带化以实现 800 gig，或将四个通道条带化以实现 400 gig。这是人们所说的关键技术，“嘿，如果它有效，我们将很快转向 400 gig 和 800 gig。” 通过工作，它需要可靠、经济高效且节能。我们非常有信心，因为今天，通过 Connect X-7，我们已经交付了 100 gig，因此我们的 ConnectX-7 上的 400 gig 或 4 x 100 gig 使用了我们正在整合到的相同经过验证的 112G SerDes 技术频谱 4。”

InfiniBand 明显没有出现在 GTC 的预简报和主题演讲中，因为所有注意力似乎都集中在企业技术和用例上。在媒体/分析师的预先简报中，Deierling 很好地区分了 Nvidia InfiniBand 和以太网网络产品线。去年在 SC 推出的 Quantum-2 平台是 InfiniBand 系列。（请参阅Quantum 发布的*HPCwire* [报道](https://www.hpcwire.com/2021/11/10/nvidia-debuts-quantum-2-networking-platform-with-ndr-infiniband-and-bluefield-3-dpu/)。） “我将从 Quantum-2 开始。[它] 适合我们的 HPC 和 AI 横向扩展计算的 Nvidia 网络空间。InfiniBand 是真正具有最高性能、最低延迟并提供网络内计算等功能的技术，因此我们可以在网络本身进行数据缩减。因此，对于 AI 和 HPC 工作负载，Quantum-2 是我们使用的平台。以太网平台更适合企业用例，在这些用例中，人们有一个他们想要继续使用以太网的熟悉环境。显然，我们支持 51 TB/秒的带宽。所以 [它] 没有懈怠，但它不具备 InfiniBand 所具有的所有功能，例如网络内计算，”Deierling 说。 当被要求将 InfiniBand 与[RoCE](https://en.wikipedia.org/wiki/RDMA_over_Converged_Ethernet)（通过融合以太网的远程直接内存访问）进行比较时，他说：“它们现在都提供 400 gig 的连接性。我们可以运行 RDMA，这实际上是零开销的数据传输。无论是使用 InfiniBand 还是 RoCE 技术，我们都可以进行 GPUDirect 存储。我们有存储合作伙伴，因此您可以获取数据并将其直接移动到 GPU 内存中，而无需涉及 CPU，也不必通过 PCIe 总线、内存总线和 CPU 传输数据。所以它们非常非常相似。同样，主要区别在于进行网络内计算的能力，这就是我们所说的我们的[SHARP](https://docs.nvidia.com/networking/display/SHARPv200)技术 [that] InfiniBand 拥有而 RoCE 没有。” 很明显，Nvidia 正在认识到以太网市场的规模。Deierling 说：“InfiniBand 在 AI 和 HPC 市场上占有一席之地。这是一个不错的大型增长市场。但显然，以太网是一个更广阔的市场，包括传感器、企业用例、数据库，以及一些边缘用例。如果您查看 5G 和天线，通常在数字孪生环境中，将会有大量的摄像头和其他传感器和机器人需要通过有线以太网连接或通过 5G 连接。你更有可能看到[那里]使用以太网，因为在那里你可以连接所有不同的传感器。”

BlueField-3 的新闻并不多。去年在 Spring GTC21 上宣布的 BlueField-3 芯片预计将在今年某个时候推出，而且这似乎步入正轨。Deierling 表示 BlueField-3 将在今年晚些时候出现在 Nvidia[融合卡中；](https://developer.nvidia.com/converged-accelerator-developer-kit)目前这些卡有 BlueField-2 DPU。Nvidia 确实宣布推出 DOCA 1.3——其 DPU 的 SDK。Deierling 说 DOCA 1.3 已经更新以利用整个 Spectrum-4 以太网平台。 Deierling 列举了寻求利用 Nvidia DPU 的新合作伙伴关系，它将关注 Nvidia DPU 和类似的基础设施支持芯片/系统的采用范围。 “我们正在通过 Launchpad 宣布 BlueField 上的[Monterey beta项目。](https://www.nvidia.com/en-us/networking/project-monterey/)这是 VMware 项目 Monterey，我们在其中加速 BlueField 上的网络和安全性，并在 BlueField DPU 上实际运行[NSX 防火墙](https://www.vmware.com/content/dam/digitalmarketing/vmware/en/pdf/products/vmware-nsx-service-defined-firewall.pdf)。我们将 [还宣布] BlueField DPU 上提供带有 Red Hat 的 OpenShift。您将看到来自合作伙伴的其他公告，例如 Pluribus，这是一家网络公司，在 BlueField 上统一交换机和基于主机的网络。VAST 是另一家公司；它正在[宣布](https://www.hpcwire.com/off-the-wire/vast-data-collaborates-with-nvidia-to-build-the-data-foundation-for-ai-superclusters-with-ceres/)基于 BlueField 的存储平台。” 使用支持基础设施的处理器来卸载当前在主机 CPU 上运行的各种内务处理似乎越来越受到关注。 *英伟达新闻稿链接：*[*https ://www.hpcwire.com/off-the-wire/nvidia-announces-spectrum-high-performance-data-center-networking-infrastructure-platform/*](https://www.hpcwire.com/off-the-wire/nvidia-announces-spectrum-high-performance-data-center-networking-infrastructure-platform/)

> 文章来源：https://www.hpcwire.com/2022/03/22/nvidia-debuts-spectrum-4-ethernet-platform-with-eyes-on-the-enterprise/

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