InfiniBandとは？

高速ネットワーキング技術であるInfiniBandは、その誕生以来、大きな発展を遂げてきました。最先端のネットワーキングソリューションに関心を持つ人にとって、InfiniBandの開発経緯、技術原理、利点、製品、将来性を理解することは不可欠です。

InfiniBandの開発経緯

InfiniBandの始まりは、1990年代後半にさかのぼり、この技術の開発と推進を目的にInfiniBand Trade Association (IBTA)が設立されました。当初はhigh-performance computing（HPC）クラスタのソリューションとして構想されたInfiniBandは、その後、データセンターやクラウド・コンピューティングなど、さまざまな領域へとその範囲を広げてきました。

InfiniBandの技術原理

InfiniBandの発展の概要を説明した後、その動作原理と従来のイーサネットより優れている理由について詳しく見ていきましょう。

RDMA：基盤となる機能

Remote Direct Memory Access (RDMA)はInfiniBandの基本機能で、CPUを介さずにアプリケーションのメモリ空間間でデータを直接転送できます。この機能により、レイテンシが大幅に短縮され、システム全体の効率が向上します。

InfiniBandネットワークとアーキテクチャ

InfiniBandは、複数のノードをスイッチで相互接続するスイッチファブリック・アーキテクチャを採用しています。このアーキテクチャは、ノード間で高帯域幅かつ低レイテンシの通信を実現し、要求の厳しいアプリケーションに最適です。

InfiniBandはチャネルベースの構造であり、その構成ユニットは大きく4つのグループに分類できます。

• HCA（Host Channel Adapter）：このユニットは、ホストシステムとInfiniBandネットワーク間のインターフェイスとして機能します。ホストとネットワークに接続された他のデバイス間のデータ転送を容易にします。

• TCA (Target Channel Adapter)：HCAとは逆に、TCAはInfiniBandネットワーク内のターゲットデバイス上で動作します。ターゲットデバイスのデータ受信と処理を管理します。

• InfiniBandリンク：InfiniBandネットワーク内の物理的な接続チャネルを形成します。ケーブルや光ファイバ、機器内のオンボードリンクなど、さまざまな媒体を使用して確立できます。

• InfiniBandスイッチとルータ：これらのコンポーネントは、InfiniBandインフラストラクチャ内のネットワーキングを促進する上で重要な役割を果たします。ネットワークに接続されたさまざまな機器間のデータパケットのルーティングを管理し、シームレスな通信とデータ交換を可能にします。

  

より詳細な情報については、InfiniBandネットワークとアーキテクチャの概要をご参照ください。

InfiniBandプロトコルスタック

InfiniBandは、物理層、リンク層、ネットワーク層、トランスポート層、アプリケーション層を含む階層型プロトコルスタックを利用しています。各レイヤーは、InfiniBandデバイス間の効率的で信頼性の高い通信を確保するために重要な役割を果たしています。

InfiniBandリンクレート

InfiniBandは、シングルデータレート（SDR）、ダブルデータレート（DDR）、クアッドデータレート（QDR）など、複数のリンク レートをサポートしており、世代が進むにつれて帯域幅が拡大し、パフォーマンスが向上しています。

InfiniBandのメリット

InfiniBandは、いくつかの重要なメリットにより、従来のネットワーキング技術より優れています。

• 高速データ転送：InfiniBandは、非常に高速なデータ転送レートを提供することに優れており、ネットワーク内のノード間の迅速かつ効率的な通信を促進します。この迅速なデータ交換は、大きなスループットを必要とする要求の厳しいアプリケーションやワークロードのサポートに役立ちます。

• 低レイテンシー：InfiniBandは、RDMAとスイッチファブリックアーキテクチャによって低レイテンシを実現します。RDMAはメモリロケーション間の直接データ転送を可能にし、処理のオーバーヘッドを削減します。スイッチファブリックアーキテクチャは、高頻度取引や科学計算のようなレイテンシに敏感なアプリケーションにとって重要な、効率的なデータルーティングを保証します。

• スケーラビリティ：InfiniBandのスケーラブルなアーキテクチャは、最新のデータセンターの進化するニーズに対応します。ワークロードの増加に合わせてネットワーク容量をシームレスに拡張し、動的なリソース割り当てをサポートします。データ量の増加に合わせて拡張する場合でも、コンピュートリソースの追加をサポートするために拡張する場合でも、InfiniBandは効果的な適応に必要な柔軟性を提供します。

InfiniBand製品

FSは、スイッチ、アダプタ、トランシーバ（光モジュール）、ケーブルを含む包括的なInfiniBand製品を提供し、様々なネットワーク要件に対応します。これらの製品は、高性能、高信頼性、高拡張性を実現するよう設計されており、最新のデータセンター環境のニーズを満たします。

InfiniBandスイッチ

InfiniBandネットワーク内のデータ転送に不可欠なスイッチは、物理層での高速データ転送を実現します。FSは、レイテンシ130ns以下のHDR 200Gb/sおよびNDR 400Gb/sスイッチを提供しており、優れた帯域幅を必要とするデータセンターに最適です。