易飞扬Gigalight

 

超算中心InfiniBand网络和易飞扬互连解决方案

 

高性能计算(High Performance Computing,以下简称HPC),即超算中心HPC市场正在朝着使用异质计算系统和提高能效比的方向发展:GPU、DSP和ARM处理器同时运行,以实现用更少的能耗带来更高的Petaflop(1千万亿次浮点计算/秒)值。IDC预测,HPC服务器市场要实现在2017年达到150亿美元销售额的目标,每年的增速就必须要保持在7.3%左右。超级计算(Supercomputing)的应用范围非常广泛,包括汽车制造模拟、天气预报、分子生物学研究、地球物理学等,在这些领域中往往需要并行计算和处理大量的数据、进行复杂的运算。最近经常被讨论的大数据分析,也会用到超级计算。
 
高性能模拟需要最高效的计算平台。计算集群(Cluster)技术平台由于其出色的生产力和灵活性,现已成为 HPC 模拟最常用的硬件解决方案。而计算集群Cluster技术平台通常采用以下高速互联技术进行沟通,如:InfiniBand、高性能Ethernet(精简过的帧结构)、BlueGene、Gray等互联技术,其中41.2%的超算中心采用了infiniBand互连技术。
 
 
超算中心Top500中还有不少系统采用了以太网或者Cray的互连技术,但正是这些独特的优势让infiniband在超算中大行其道,据统计,全球超算中心Top500榜单中,有41.2%的系统采用了infiniband互连技术。
 
InfiniBand诞生的缘由:
 
 
 
InfiniBand是一种输入输出(I/O)宽带结构,可以提高服务器各设备之间、网络子系统之间的通信速度,为将来的计算机系统提高更高性能和无限扩展性的宽带服务。InfiniBand技术不是用于一般网络连接的,它的主要设计目的是针对服务器端的连接问题的。因此,InfiniBand技术将会被应用于服务器与服务器(比如复制,分布式工作等),服务器和存储设备(比如SAN和直接存储附件)以及服务器和网络之间(比如LAN, WANs和the Internet)的通信。超算中心是一个庞大的系统,正因如此,超算系统的建设并非是简单的硬件堆砌,除了CPU、GPU等核心部件,网络互联技术也是决定超算计算能力和计算效率的重要部分。
 
 
InfiniBand的优势
对于InfiniBand架构来讲,提供比现有总线技术更高的数据传输速度是它相对于现有PCI总线架构的优势之一,它的另外一个优势就是采用了点对点的交换模式,而不是共享总线的模式对数据进行传送。共享总线模式的最大缺点在于当一个设备占据总线时,其它设备只能等待。目前的PCI设备大部分是Master设备,或称之为主设备,与Slave(从)设备的区别在于,它会不断地发出询问信号探测总线是否有人占用,如果总线空闲,而它又恰好要使用,它会向总线控制器申请占据总线一段时间,降低了系统的工作效率。
 
InfinBand通常采用非阻塞的Fat-Tree架构进行互连,从传统的3-tier数据中心架构变为Top of Rack (TOR)和aggregation layers(汇聚层)的2层架构。
 
Infiniband技术发展线路图和InfiniBand交换机主流设备商名单,(易飞扬产品可以兼容Mellanox, Intel, IBM 等主流设备厂家的InfiniBand交换机设备)
 
 
2016年02月23日,位于比利时的佛兰德超级计算中心(VSC)已采用Mellanox的端到端100Gb/s EDR互连解决方案,将其与NEC公司的全新LX系列超级计算机相集成。该系统未来将成为比利时最快的超级计算机(Tier-1)以及第一个完整的端到端EDR 100Gb/s InfiniBand系统,同时它也是EDR InfiniBand技术在全球部署量日益增长的另一大例证。
 
面对超算中心InfiniBand互连应用,易飞扬可提供完整的产品线,工作速率覆盖 QDR、FDR和EDR根据实际应用场景,可提供不同的方案组合(高性能电缆、光缆AOC和光模块都可选),为客户的方案选择提供了极大的便利,产品线如下所示: 
 

Gigalight product model

Operating rate

Encapsulation mode

Type

Working distance

GQS-PC400-0xC

40GE, QDR

QSFP+ DAC

Copper Cable

5m

GQS-AC400-0xC

40GE, QDR

QSFP+ Active Copper Cable

Copper Cable

10m

GQS-MDO560-XXXC

56GE, FDR

QSFP+ AOC

Optical fiber 850nm

150m(OM4)

GQS-MDO400-XXXC

40GE, QDR

QSFP+ AOC

Optical fiber 850nm

400m(OM4)

GM-SDO400-XXXC

40GE, QDR

QSFP+ AOC

 

Optical fiber 1310nm

2km

GQS-MPO400-SR4

40GE, QDR

QSFP + Optical module

Multiple-mode 850nm

400m(OM4) 8-core

GQS-SPO400-LR4C

40GE, QDR

QSFP + Optical Module

Single-mode LR4

10km 2-core

GQM-SPO400-IR4C

40GE, QDR

QSFP + Optical Module

PSM Single-mode

1310nm

2km 8-core

GQM-SPO400-LR4C

40GE, QDR

QSFP+ TransceiverQSFP + Optical Module

PSM Single-mode

1310nm

10km 8-core

GQS-PC101-0XXC

100GE, EDR

QSFP28 DAC

Copper Cable

3m

GQS-4P28+PC-XXC

100GE, EDR

QSFP28 to 4x SFP28 DAC

Copper Cable

3m

GQS-MDO101-XXXC

100GE, EDR

QSFP28 AOC

Multiple-mode 850nm

100m(OM4)

GQP-MDO101-XXXC

100GE, EDR

QSFP28 to 4x SFP28 AOC

Multiple-mode 850nm

100m(OM4)

GQS-MPO101-SR4C

100GE, EDR

QSFP28 Transceiver

QSFP28 Optical Module

Multiple-mode 850nm

100m(OM4) 8-core

GQM-SPO101-IR4C

100GE, EDR

QSFP28 Transceiver

QSFP28 Optical Module

Single-mode PSM 1310nm

2km 8-core

GQS-MPO101-IR4C

100GE, EDR

QSFP28 Transceiver

QSFP28 Optical Module

Single-mode CLR4

2km 2-core

GQS-MPO101-LR4C

100GE, EDR

QSFP28 TransceiverQSFP28 Optical Module

Single-mode LR4

10km 2-core