InfiniBandとInfiniBandスイッチを探る

InfiniBandとInfiniBandスイッチは、HPC（high-performance computing）の相互接続技術に不可欠なコンポーネントです。この記事では、InfiniBandの概念を紹介し、InfiniBandスイッチの機能と用途について説明します。さらに、InfiniBandとイーサネットをブリッジする方法についても説明します。

1999年、CPUの性能が急速に向上する中、既存のI/Oシステムがボトルネックとなり、サーバのパフォーマンスが制限されるようになりました。電気通信業界は、高速通信ネットワークに対応する強力な次世代I/O規格と技術を早急に必要としており、InfiniBandの登場へとつながりました。InfiniBandアーキテクチャ（IBA）は、2005年頃にクラスタ化されたスーパーコンピュータで大きな人気を博しました。それ以来、InfiniBandは電気通信業界で急速に存在感を高めています。

InfiniBandは、HPC（high-performance computing）、企業データセンター、クラウドコンピューティング環境における主要な相互接続技術です。無限の帯域幅で有名なInfiniBandは、HPC領域における高性能ネットワーキング通信の標準となっています。高スループット、低レイテンシ、卓越したスケーラビリティといった卓越した特性を誇ります。この最先端技術を活用することで、InfiniBandはサーバ間のシームレスな通信、サーバ-ストレージ接続、サーバ-LAN/WAN/インターネットインタフェースを容易にします。InfiniBandアーキテクチャを採用することで、複数のリンクがインテリジェントに相互接続され、ノンブロッキング帯域幅を可能にし、プロセッサとI/Oデバイス間の効率的なデータ転送を実現します。

InfiniBandスイッチ（IBスイッチ）は、PoEスイッチ、SDNスイッチ、NVGRE/VXLAN スイッチと同様に、ネットワークスイッチハードウェアに InfiniBand 機能を追加するデバイスです。市場における主要なIBスイッチベンダーは、Mellanox、Intel、Oracleなど。InfiniBandスイッチの価格はベンダーやスイッチ構成によって異なります。

IBスイッチのポート数、コネクタタイプ、IBタイプはさまざまです。例えば、 Mellanox InfiniBandスイッチのQSFP56 /OSFP HDR/NDRポート数は8～64。HDRおよびNDR InfiniBandスイッチは、それぞれ200Gb/sおよび400Gb/sの伝送速度を持ち、リモートダイレクトメモリアクセス（RDMA）、アダプティブルーティング、NVIDIA Scalable Hierarchical Aggregation and Reduction Protocol（SHARP）™などの最先端技術が組み込まれています。

InfiniBandスイッチは、ネットワーク接続の要であり、デバイス間のシームレスな通信を促進します。パケット転送やルーティング、冗長化において重要な役割を果たします。

InfiniBandスイッチは、High-Performance Computing（HPC）、データセンター相互接続、ストレージネットワーキング、仮想化環境など、幅広い用途で使用されています。その高い帯域幅と低遅延の相互接続機能は、効率的なデータ転送と通信を可能にし、現代の大規模コンピューティングとデータ処理の需要に応えます。FSは、NVIDIA InfiniBand 200Gおよび400Gスイッチを提供できます。

• 高性能コンピューティング（HPC）：InfiniBandスイッチは、HPCの分野で広く応用されています。低レイテンシ、高帯域幅の相互接続性を提供し、大規模な並列コンピューティングクラスタ内での効率的なデータ交換と通信を可能にします。

• データセンター相互接続：InfiniBandスイッチは、高帯域幅と低レイテンシの相互接続性を提供し、データセンター内のサーバ、ストレージデバイス、ネットワーク間の高速通信のニーズに応えます。

• ストレージネットワーキング：ストレージネットワーキングの分野において、InfiniBandスイッチは、高速で低レイテンシのデータ転送チャネルを提供し、ストレージの帯域幅と応答時間の要件が高いアプリケーションに対応します。高性能ストレージシステム、フラッシュアレイ、分散ファイルシステムで広く使用されており、高速なデータアクセスと転送機能を提供します。

• 仮想化環境：仮想化環境において、InfiniBandスイッチは仮想マシンに高性能な相互接続を提供し、仮想マシンと物理デバイス間の高速データ転送を容易にします。

InfiniBandとイーサネットをブリッジするには？

最近のInfiniBandスイッチの多くは、イーサネットポートやイーサネットゲートウェイを内蔵し、ネットワークの適応性を高めています。しかし、InfiniBandスイッチにInfiniBandポートしかない場合、レイヤ2のInfiniBandホストを複数のギガビットイーサネットスイッチに接続することは困難です。1つの方法は、InfiniBandネットワークカード/Ethernet Converged Network Adapters (CNA)または同様のネットワークアダプタデバイスを使用して、InfiniBandからEthernetへのブリッジングを実現することです。

もう1つの方法は、InfiniBandとイーサネット間のVPI（Virtual Protocol Interconnect）をサポートするMellanox InfiniBandスイッチとConnectXシリーズネットワークカードを購入することです。これにより、リンクプロトコルを明示的または自動的に適応させることができ、物理的なMellanox InfiniBandスイッチがゲートウェイとして機能し、InfiniBandデバイスをイーサネットネットワークに接続できます。

InfiniBandとそのスイッチは、高速ネットワーキングに革命をもたらし、その卓越した性能と汎用性でさまざまな業界に力を与えています。技術が進歩し続ける中、InfiniBandは接続の未来を形作り、様々な分野で画期的なイノベーションを可能にするでしょう。