Comparaison des Performances : InfiniBand EDR vs. 100Gb Ethernet

Qu'est-ce que EDR InfiniBand ?

InfiniBand est une technologie d'interconnexion de réseau largement utilisée dans les clusters de supercalculateurs en raison de sa haute fiabilité, sa latence minimale et sa capacité de bande passante robuste. Propulsée par les progrès de l'intelligence artificielle, elle s'est imposée comme la solution par excellence pour les interconnexions des serveurs GPU.

Qu'est-ce qu'Ethernet ?

Contrairement à InfiniBand, l'objectif principal d'Ethernet est de faciliter le flux d'informations entre plusieurs systèmes. Il s'agit d'une configuration de réseau distribué typique, orientée vers la compatibilité. Les réseaux Ethernet traditionnels sont principalement établis sur la base du protocole TCP/IP. Cependant, avec la maturité des technologies et des écosystèmes RoCE (RDMA over Converged Ethernet) et iWARP, RDMA a également été largement adopté dans les réseaux Ethernet. Ethernet 100Gb est une technologie Ethernet qui prend en charge des taux de transfert de données de 100 gigabits par seconde (Gbps). Il s'agit d'une norme de réseau à haut débit conçue pour répondre à la demande croissante de bande passante des centres de données modernes et des réseaux d'entreprise.

Pour plus d'informations sur InfiniBand et Ethernet, veuillez consulter : Comparaison entre InfiniBand et Ethernet

Comparaison des Performances entre InfiniBand EDR et Ethernet 100G

Des tests de comparaison de performances menées à l'université du Nouveau-Mexique ont permis d'évaluer les capacités d'InfiniBand, RoCE et Ethernet. Les tests ont été effectués avec le ConnectX-4 EDOR HCA de Mellanox, capable de fonctionner en mode Ethernet et IB. Les commutateurs Mellanox MSB7700-ES2F EDR IB ont été utilisés pour la couche de liaison InfiniBand EDR, tandis que les switchs de centre de données Juniper QFX5200 à 100 Gb ont été utilisés pour la couche de liaison Ethernet. OpenMPI 1.10.3 et OSU MicroBenchmarks ont été utilisés pour les tests de performance.

En ce qui concerne la latence, InfiniBand a affiché des performances supérieures de 10 % par rapport à RoCE pour les petits paquets de 8 octets. En revanche, Ethernet natif a affiché une latence considérablement plus élevée, généralement aux alentours de 10 microsecondes. En termes de latence, Ethernet fonctionne sur une échelle différente de celle des technologies RDMA.

Protocoles RDMA : InfiniBand, RoCE et iWARP

Les protocoles utilisés dans les réseaux de stockage distribués sont RoCE, InfiniBand (IE3) et TCP/IP. Parmi eux, RoCE et IB appartiennent à la technologie RDMA (Remote Direct Memory Access). Il existe actuellement trois types de réseaux RDMA, à savoir InfiniBand, RoCE (RDMA over Converged Ethernet) et iWARP.

Parmi eux, InfiniBand est un réseau spécifiquement conçu pour RDMA, assurant une transmission fiable au niveau matériel avec une technologie avancée mais des coûts élevés. D'autre part, RoCE et iWARP sont tous deux basés sur la technologie Ethernet RDMA, ce qui permet de déployer la technologie RDMA à grande vitesse, avec une latence ultra-faible et une utilisation minimale de l'unité centrale sur les réseaux Ethernet les plus répandus. Le protocole RoCE présente deux versions, RoCEv1 et RoCEv2. RoCEv1 est un protocole RDMA mis en œuvre au niveau de la couche de liaison Ethernet, tandis que RoCEv2 est mis en œuvre au niveau de la couche UDP dans le cadre du protocole Ethernet TCP/IP, ce qui permet de résoudre les problèmes d'évolutivité en introduisant le protocole IP.

Caractéristiques de Trois Protocoles RDMA

InfiniBand : Assure une transmission fiable au niveau du matériel, offrant une largeur de bande plus élevée et une latence plus faible. Cette technologie est toutefois plus coûteux et nécessite la prise en charge de cartes réseau et de switchs IB.

RoCE : Consomme moins de ressources que l'iWARP et prend en charge davantage de fonctionnalités. Il peut utiliser des commutateurs Ethernet ordinaires, mais nécessite des cartes réseau qui prennent en charge RoCE.

iWARP : Un réseau RDMA basé sur TCP qui réalise une transmission fiable à l'aide de TCP. Par rapport à RoCE, dans les réseaux à grande échelle, les nombreuses connexions TCP d'iWARP peuvent consommer une quantité importante de ressources mémoire, ce qui nécessite des système aux spécifications plus élevées.

Résumé

En conclusion, la comparaison entre InfiniBand EDR et Ethernet 100Gb met en évidence les avantages et considérations spécifiques de chaque technologie en termes de performance, de fiabilité et de rentabilité. Bien q'InfiniBand EDR offre une largeur de bande supérieure, une latence plus faible et une transmission fiable, elle est plus coûteuse et nécessite un support matériel spécialisé. D'autre part, Ethernet 100 Gb fournit une solution rentable de haute compatibilité, bien qu'il puisse présenter une latence plus élevée et une bande passante plus faible par rapport à InfiniBand. En fin de compte, le choix entre les deux technologies dépend des exigences et des priorités spécifiques de l'environnement réseau, afin de garantir des performances et une efficacité optimales pour diverses applications.