端到端400G网络平台:英伟达Spectrum-4“完整体”将发挥威力

4月13日消息(南山)在近期举办的GTC 2022大会上,英伟达(NVIDIA)发布了该公司新一代以太网平台 Spectrum-4,交换吞吐量比前几代产品高出 4 倍,达到 51.2Tbps 。Spectrum-4号称是全球首个 400G 端到端网络平台,可支撑数据中心架构转型,大幅加速大规模云原生应用。

英伟达此前已经提出了3U一体新型数据中心计算架构,并在去年的GTC大会上发布了新一代DPU——BlueField-3。简而言之,GPU解决并行计算的工作负载,DPU承担加速数据移动的工作负载,CPU承担通用计算业务应用的工作负载;3U一体使得数据中心成为新的计算单元。保证3U互联互通的就是网络平台,即Spectrum-4。BlueField-3是其三大组成部分之一,另外两个是Spectrum-4交换机系列和ConnectX-7 智能网卡,此外还有对应的操作系统和平台开发套件。

在日前举办的“GTC 2022春季网络产品技术媒体沟通会”上,英伟达网络专家崔岩介绍,Spectrum-4交换机采用了定制的4N工艺制造(台积电4N工艺,属5nm家族),集成1000亿个晶体管,可提供128个400G端口。BlueField-3和ConnectX-7 智能网卡也是400G产品,在100G仍然占据主流的情形下,实现了真正意义上的400G端到端。

对于端到端400G,崔岩强调,Spectrum -4将64个800G端口分成128个400G端口应用,相当于一个端口连接两条链路,性能实现了大幅改善。同时基于先进的制造工艺,整体能耗下降了40%,据测算每100G的能耗在1W左右。

据了解,ConnectX-7现已上市,BlueField-3 DPU和Spectrum-4交换机系统将在今年晚些时候上市。此前,Spectrum平台已经赢得了产业界大量头部企业的认可和广泛采用。

“数据中心呈现指数级增长,应用层面、服务器层面对网络带宽的要求越来越高,同时还要提供更好的安全性和强大的功能。为了满足这些需求,需要一个可以在大规模应用场景下又能提供高性能、低延时,以及高级的虚拟化和模拟仿真支持的以太网平台。”崔岩表示,Spectrum -4不止是一个网络平台,更是英伟达软件和应用的整合平台,提供更好的以太网连接和对上层应用的支持,服务于新型数据中心。

基于强大的能力,Spectrum -4将应用于大规模云计算、企业AI、模拟仿真等场景。崔岩补充,相比起来,英伟达Quantum-2平台则更适合高性能计算、人工智能,特别是大规模的GPU集群场景,例如蛋白质分析或天气预报等大规模的数据分析,是Quantum-2平台可以支持的方向。

英伟达网络市场总监孟庆补充,数据中心正在向着基础设施平台的方向发展,用来支撑从民生到科学探索、人工智能、私人服务等各方面的应用。数据中心自身也出现分工,——有的做云中心来支撑移动互联、游戏、各种APP等;有的做AI训练,用来实现语音分析,图像识别等;有的专门存储高需求大I/O的数据来实时响应,有的存储档案等。

因此,网络也会因为数据中心的具体角色,呈现不同的特点。通用的特性是高带宽、低延迟、数据安全和性能隔离,这是现代数据中心对网络的直接需求。另一方面,如何让网络智能起来,很多数据的传递、预处理,能绕过CPU让数据更高效的到该去的地方,就是网络侧目前在发生的变革。英伟达开发的DPU,提出的3U一体,以及今年Spectrum -4的“完整体”亮相,都顺应了这一趋势。

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