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Câble InfiniBand : Composant Essentiel de l'Informatique à Haute Performance (HPC)

Mis à jour depuis le 29 déc, 2023 by
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Dans le domaine du calcul de haute performance (HPC), où les applications à forte intensité de données et les charges de travail exigeantes prédominent, le besoin d'une connectivité réseau efficace et à haut débit n'a jamais été aussi élevé. Le câble InfiniBand est un composant essentiel dans le domaine du calcul à haute performance (HPC) et des applications à forte intensité de données. Dans cet article, nous examinons les caractéristiques, les avantages et les diverses applications du câble InfiniBand, afin de clarifier le rôle crucial qu'il joue dans la construction de l'avenir de l'informatique.

Qu'est-ce qu'un Câble InfiniBand ?

Les câbles InfiniBand sont des assemblages de câbles en cuivre terminés en usine, constitués d'un câble bi-axial blindé à haute vitesse terminé par des connecteurs 4X de type MicroGigaCN™ à chaque extrémité. Les câbles sont conçus pour être insérés dans des réceptacles 4X standard. Il est spécifiquement utilisé pour établir des connexions fiables et rapides entre les serveurs, les dispositifs de stockage et d'autres composants du réseau. Les câbles InfiniBand sont connus pour leur capacité à fournir une large bande passante et une faible latence, ce qui les rend adaptés aux applications exigeantes nécessitant un transfert de données efficace et des calculs parallèles.

Développement du Débit de Liaison des Câbles InfiniBand

Le développement des câbles InfiniBand a connu des avancées significatives en termes de débits de transfert de données afin de répondre aux demandes toujours croissantes de connectivité à haut débit. Voici un aperçu de l'évolution des débits de liaison pour les câbles InfiniBand :

Catégorie 1X 4X 8X 12X
Débit de Données Unique (SDR) 2.5Gbps 10Gbps 20Gbps 30Gbps
Débit de Données Double (DDR) 5Gbps 20Gbps 40Gbps 60Gbps
Débit de Données Quadruple (QDR) 10Gbps 40Gbps 80Gbps 120Gbps
Débit de Données à Quatorze (FDR) 14Gbps 56Gbps 112Gbps 168Gbps
Débit de Données Amélioré (EDR) 25Gbps 100Gbps 200Gbps 300Gbps
Débit de Données Élevé (HDR) 50Gbps 200Gbps 400Gbps 600Gbps
Débit de Données Suivant (NDR) 100Gbps 400Gbps 800Gbps 1200Gbps
Débit de Données Étendu (XDR) 200Gbps 800Gbps 1600Gbps 2400Gbps

Débits de Liaison InfiniBand

Avantages des Câbles InfiniBand

Le câble InfiniBand offre plusieurs avantages qui en font un choix privilégié dans les environnements de calcul à haute performance (HPC) et de traitement intensif de données. L'image ci-dessous illustre les avantages du câble InfiniBand, dont la grande largeur de bande et la faible latence sont des atouts majeurs.

  • Vitesse et Largeur de Bande Élevées : le câble InfiniBand offre des taux de transfert de données exceptionnellement élevés, allant de 10 Gbps à 800 Gbps (en fonction de la génération). Cette connectivité à grande vitesse permet une communication rapide et efficace entre les composants du réseau, ce qui se traduit par des transferts de données rapides et des temps de traitement réduits.

  • Faible Latence : Le câble InfiniBand offre une latence extrêmement faible, minimisant le temps nécessaire pour que les données voyagent entre les dispositifs. Cette caractéristique de faible latence est cruciale pour les applications en temps réel, le commerce à haute fréquence, les simulations scientifiques et d'autres charges de travail sensibles au temps où une réponse immédiate et un traitement rapide des données sont essentiels.

InfiniBand advantages

Types de Câbles InfiniBand

Il existe différents types de câbles InfiniBand conçus pour répondre à divers besoins de connectivité. Les types de câbles InfiniBand les plus courants sont les suivants :

  • Câbles DAC InfiniBand : Les câbles DAC (Direct Attach Copper) InfiniBand sont des câbles à base de cuivre avec des connecteurs aux deux extrémités. Ces câbles sont préterminés avec des connecteurs InfiniBand, tels que QSFP (Quad Small-Factor Pluggable) ou SFP (Small Form-Factor Pluggable), et sont utilisés pour les connexions à courte distance. Les câbles DAC constituent une solution économique pour le transfert de données à haut débit à l'intérieur d'un rack ou entre des racks voisins.

  • Câbles AOC InfiniBand : Les câbles optiques actifs InfiniBand utilisent la technologie de la fibre optique pour la transmission des données. Ils sont constitués de fibres optiques et de composants actifs, tels que des émetteurs-récepteurs, qui convertissent les signaux électriques en signaux optiques. Ces câbles ont une plus grande portée que les câbles en cuivre et offrent une connectivité à grande vitesse et à faible latence. Les câbles AOC InfiniBand sont généralement utilisés pour les connexions entre baies ou entre bâtiments.

  • Câbles InfiniBand Breakout : Les câbles InfiniBand Breakout sont des câbles spécialisés conçus pour diviser les connecteurs haute densité en plusieurs connecteurs basse densité. Ces câbles convertissent un seul connecteur haute densité, tel que QSFP, en plusieurs connecteurs basse densité, tels que SFP ou QSFP28. Les câbles Breakout permettent une utilisation efficace des ressources du réseau et offrent une flexibilité dans la connexion d'appareils avec différents types de connecteurs ou de configurations. Ils sont couramment utilisés dans des scénarios où il est nécessaire de connecter plusieurs appareils ou systèmes avec des densités de ports ou des facteurs de forme différents.

Types de Câbles InfiniBand

Différences entre les Câbles InfiniBand et Câbles Ethernet

Les câbles InfiniBand et les câbles Ethernet sont deux types distincts de technologies d'interconnexion utilisées dans les réseaux. Voici quelques différences essentielles entre ces deux types de câbles :

  • Application : Les câbles InfiniBand sont principalement conçus pour les environnements de calcul haute performance (HPC) et les centres de données avec des charges de travail exigeantes. Ils excellent dans les applications à faible latence et à large bande passante, telles que les simulations scientifiques, les transactions financières et le calcul parallèle. Les câbles Ethernet, quant à eux, sont largement utilisés dans les scénarios de réseaux généraux, y compris les réseaux de bureau, la connectivité internet et les réseaux locaux (LAN).

  • Taux de Transfert de Données : Les câbles InfiniBand offrent généralement des taux de transfert de données nettement plus élevés que les câbles Ethernet. InfiniBand prend en charge des débits de données allant de 10 Gbps à 800 Gbps (et au-delà), alors qu'Ethernet se situe généralement entre 10 Mbps et 100 Gbps. Les débits de données plus élevés d'InfiniBand le rendent plus adapté aux applications à forte intensité de données qui nécessitent un traitement rapide des données et une communication à grande vitesse.

  • Latence : Les câbles InfiniBand offrent une latence extrêmement faible, ce qui les rend idéaux pour les applications qui exigent une réactivité en temps réel et un délai minimal. Les câbles Ethernet ont généralement une latence plus élevée que les câbles InfiniBand, bien que les progrès de la technologie Ethernet aient permis de réduire la latence au cours des années.

  • Topologie du Réseau : InfiniBand prend en charge les topologies point à point et tissu commuté. Il est couramment utilisé dans les grappes et les superordinateurs à haute performance, où les nœuds sont interconnectés dans un réseau à grande vitesse et à large bande passante. Ethernet, en revanche, est généralement déployé dans une topologie de réseau en étoile ou en arborescence, connectant plusieurs dispositifs à un commutateur ou routeur central.

  • Coût : Les câbles Ethernet sont généralement plus rentables que les câbles InfiniBand. La technologie Ethernet est largement adoptée, ce qui entraîne des économies d'échelle et des prix plus bas pour les équipements Ethernet. InfiniBand, qui est une technologie plus spécialisée et plus performante, est souvent plus coûteuse.

  Câbles InfiniBand Câbles Ethernet
Application Conçu principalement pour les centres de calcul à haute performance (HPC) et les centres de données avec des charges de travail exigeantes Largement utilisé dans les réseaux de bureau, la connectivité internet et les réseaux locaux (LAN)
Taux de Transfert de Données De 10 Gbps à 800Gbps (et au-delà) Généralement de 10Mbps à 100Gbps
Latence Faible latence Latence plus élevée
Topologie du Réseau Prise en charge des topologies point à point et des topologies de tissu commuté Généralement déployé dans une topologie de réseau en étoile ou en arborescence
Coût Élevée Bas

Recommandation Concernant les Câbles NVIDIA InfiniBand

Les câbles InfiniBand de NVIDIA sont généralement utilisés pour relier les commutateurs ToR aux cartes d'interface réseau, aux périphériques de stockage et aux serveurs CPU, ou pour relier les applications d'interconnexion de commutateur à commutateur dans l'ensemble de l'infrastructure du réseau. Ils comprennent les câbles InfiniBand DAC et les câbles InfiniBand AOC.

Câbles DAC NVIDIA InfiniBand

Les câbles DAC InfiniBand de FS NVIDIA sont adaptés aux interconnexions des applications réseau à haut débit 40G-800G telles que les serveurs, les switchs, les centres de données, les réseaux informatiques à haute performance, les noyaux d'entreprise et les couches de distribution. Les câbles DAC Twinax ont une structure optimisée pour minimiser la perte d'insertion et la diaphonie et sont disponibles dans une gamme de calibres de fils de 26 à 30AWG.

Produit Description Facteur de Forme Longueur
Câble DAC 40G Câble DAC Twinax Cuivre NVIDIA InfiniBand QSFP+ 40G QSFP+ à QSFP+ 0.5m/1m/1.5m/2m/3m/4m/5m
Câble DAC 56G Câble DAC Cuivre Passif NVIDIA InfiniBand QSFP+ 56G QSFP+ à QSFP+ 0.5m/1m/1.5m/2m/3m/4m/5m
Câble DAC 100G Câble DAC Twinax Cuivre Passive 100G NVIDIA InfiniBand QSFP28 QSFP28 à QSFP28 0.5m/1m/1.5m/2m/3m
Câble DAC 200G Câble DAC Twinax Cuivre Actif NVIDIA InfiniBand QSFP56 200G QSFP56 à QSFP56 3m/5m/7m
Câble DAC 200G Câble DAC Breakout Cuivre Passif NVIDIA InfiniBand QSFP56 200G à QSFP56 2x100G QSFP56 à 2x QSFP56 0.5m/1m/1.5m/2m
Câble DAC 400G Câble DAC Breakout Cuivre Passif NVIDIA InfiniBand OSFP 400G à QSFP56 2x200G OSFP à 2x QSFP56 1m/1.5m/2m
Câble DAC 800Ge Câble DAC Twinax Cuivre Passif NVIDIA InfiniBand OSFP 800G OSFP à OSFP 0.5m/1m/1.5m
Câble DAC 800G Câble DAC Breakout Cuivre Passif NVIDIA InfiniBand OSFP 800G à OSFP 2x400G, Top à Ailettes OSFP à 2x OSFP 0.5m/1m/1.5m/2m
Câble DAC 800G Câble DAC Breakout Cuivre Passif NVIDIA InfiniBand OSFP 800G à OSFP 4x200G OSFP à 4x OSFP 0.5m/1m/1.5m/2m

Câbles AOC NVIDIA InfiniBand

Les câbles AOC InfiniBand de NVIDIA sont des câbles d'interconnexion optique très économiques. La fibre optique est incorporée dans le connecteur, qui agit comme un DAC, mais avec une distance de liaison pouvant atteindre 100 mètres. Les câbles InfiniBand fournis par FS sont disponibles pour les débits FDR10, FDR, EDR, HDR et NDR. Ils sont largement utilisés dans les systèmes de calcul à haute performance, les systèmes à grande échelle et les systèmes d'entreprise.

Produit Description Facteur de Forme Longueur
Câble AOC 40G Câble AOC NVIDIA InfiniBand QSFP+ 40G QSFP+ à QSFP+ 1m/3m/5m/7m/10m/15m/20m/25m/30m/50m/100m
Câble AOC 56G Câble AOC NVIDIA InfiniBand QSFP+ 56G QSFP+ à QSFP+ 0.5m/1m/1.5m/2m/3m/4m/5m
Câble AOC 100G Câble AOC 100G NVIDIA InfiniBand QSFP28 QSFP28 à QSFP28 1m/2m/3m/5m/7m/10m/15m/20m/30m/50m/100m
Câble AOC 200G NVIDIA InfiniBand QSFP56 200G Active Optical Cable QSFP56 to QSFP56 1m/2m/3m/5m/10m/15m/20m/30m/50m/100m
Câble AOC 200G Câble AOC Breakout NVIDIA InfiniBand QSFP56 200G à QSFP56 2x100G QSFP56 à 2x QSFP56 1m/2m/3m/5m/10m/15m/20m/30m
Câble AOC 200G Câble AOC Breakout NVIDIA InfiniBand QSFP56 2x200G à QSFP56 2x200G 2x QSFP56 à 2x QSFP56 3m/5m/10m/15m/20m/30m
Câble AOC 400G Câble AOC Breakout NVIDIA InfiniBand OSFP 400G à QSFP56 2x200G OSFP à 2x QSFP56 3m/5m/10m/15m/20m/30m

Résumé

Au fur et à mesure que la technologie progresse, la demande de solutions de transfert de données plus rapides et plus efficaces ne fera qu'augmenter. Les câbles InfiniBand sont bien placés pour répondre à ces demandes, en offrant la vitesse, la fiabilité et l'évolutivité nécessaires aux besoins informatiques futurs. Leurs capacités de haut débit, leur faible latence et leur évolutivité en font un composant indispensable des centres de données modernes, permettant aux entreprises d'atteindre des performances et une productivité optimales.

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