Центр ресурсов по сетевым технологиям искусственного интеллекта и архитектуре графических процессоров

Архитектура, Ethernet-сети, RoCE и открытые сети для инфраструктуры ИИ.

Что такое сетевые технологии на основе искусственного интеллекта?

Сетевая инфраструктура для ИИ — это высокопроизводительная сетевая инфраструктура, необходимая для поддержки крупномасштабных задач искусственного интеллекта и машинного обучения. В отличие от традиционных корпоративных приложений, задачи ИИ требуют значительных сетевых ресурсов, поскольку зависят от огромных объемов данных, непрерывно перемещающихся между вычислительными ресурсами, хранилищами и ускорителями.

Современные среды обучения ИИ генерируют значительные результаты. движение с востока на запад—Вместо типичного для традиционных приложений трафика «север-юг» используется обмен данными между серверами внутри центра обработки данных. Во время распределенного обучения тысячи графических процессоров часто обмениваются параметрами модели, градиентами и промежуточными данными для поддержания синхронизации, что обеспечивает эффективную работу. кластерная сеть графических процессоров необходимо для обеспечения производительности в масштабе.

По мере роста кластеров ИИ от десятков до тысяч ускорителей, производительность сети становится критически важной. Высокопроизводительная коммутация на базе коммерческие кремниевые ИИ-переключатели, включая Платформы Ethernet 400G и 800G, Это помогает уменьшить узкие места и поддерживать пропускную способность для крупномасштабных задач искусственного интеллекта.

Этот процесс в значительной степени зависит от быстрой синхронизации графических процессоров и операций коллективной связи, таких как all-reduce. Даже небольшие задержки, перегрузки или потери пакетов могут привести к простою дорогостоящих графических процессоров, замедляя обучение модели и снижая эффективность инфраструктуры.

Для удовлетворения этих требований современные сети искусственного интеллекта используют сети с низкой задержкой и высокой пропускной способностью, разработанные для максимального использования графических процессоров и эффективной передачи данных внутри кластера. Вспомогательные ресурсы, такие как Информационный документ по искусственному интеллекту и машинному обучению, Edgecore Open Fabric, и Broadcom Tomahawk 6 предоставить более глубокий технический контекст для крупномасштабного проектирования тканей с использованием искусственного интеллекта.

Почему рабочие нагрузки ИИ разрушают традиционные сети центров обработки данных

Рабочие нагрузки ИИ предъявляют принципиально иные требования к сетевой инфраструктуре, чем традиционные корпоративные приложения. По мере масштабирования кластеров ИИ традиционные архитектуры часто становятся узкими местами, ограничивая производительность и увеличивая время обучения.

Основная проблема связана с интенсивными схемами коллективного взаимодействия на графических процессорах, такими как... все-редукции, где большие объемы данных должны обмениваться между множеством графических процессоров во время каждой итерации обучения. Эти операции требуют чрезвычайно быстрой и предсказуемой связи для синхронизации распределенных рабочих нагрузок.

Нагрузки ИИ также генерируют короткие, но интенсивные всплески трафика, известные как микропорывы, Это может перегрузить традиционные сети Ethernet и вызвать перегрузку, потерю пакетов и повторную передачу. Даже кратковременные сбои могут остановить конвейеры обработки данных на графических процессорах и значительно снизить эффективность кластера.

Для решения этих проблем современные Сетевые решения для центров обработки данных на основе ИИ все чаще полагается на такие технологии, как RDMA (удаленный прямой доступ к памяти), Ethernet без потерь, а также масштабируемые архитектуры leaf-spine. Эти технологии помогают уменьшить узкие места, одновременно повышая пропускную способность для обучения и вывода ИИ.

Многие организации также внедряют открытые сети для ИИ через дезагрегированная инфраструктура ИИ, Разделение аппаратного и программного уровней позволяет повысить масштабируемость, гибкость и экономическую эффективность, одновременно снижая зависимость от конкретного поставщика.

Основные концепции

Изучите шесть ключевых концепций, определяющих современные сетевые технологии в сфере искусственного интеллекта — от связи между кластерами графических процессоров и сетей Ethernet для ИИ до открытой, дезагрегированной инфраструктуры.

Ethernet против InfiniBand

Дискуссия вокруг Ethernet против InfiniBand для сетей искусственного интеллекта По мере масштабирования крупных кластеров ИИ в организациях, обе технологии приобретают все большее значение. Обе технологии могут обеспечить низкую задержку и высокую пропускную способность, необходимые для современных систем. кластерная сеть графических процессоров, Однако они различаются по стоимости, гибкости и открытости экосистемы. InfiniBand долгое время считался предпочтительным решением для высокопроизводительных вычислительных сред со сверхнизкой задержкой, в то время как достижения в области Ethernet без потерь, RoCE и управления перегрузкой быстро улучшают производительность современных систем. Ethernet AI-сети. Для организаций, создающих масштабируемые решения. Сетевые решения для центров обработки данных на основе ИИ В контексте инфраструктуры решение часто сводится к поиску баланса между высокой производительностью, экономической эффективностью, простотой эксплуатации и долгосрочной гибкостью.

Особенность Ethernet + RoCE InfiniBand
Расходы Ниже Выше
Привязка к поставщику Низкий Высокий
Экосистема Широкий Специализированный
производительность ИИ Высокий Очень высокий

Для получения более подробной технической информации RoCE, PFC и ECN и общая стоимость владения, Ознакомьтесь с нашими техническими ресурсами.

Открытые сети для ИИ

По мере масштабирования инфраструктуры искусственного интеллекта многие организации переосмысливают собственные сетевые модели, основанные на тесной интеграции аппаратного и программного обеспечения. Открытые сети для ИИ Предлагает более гибкий и экономически эффективный подход за счет отделения сетевой операционной системы от базового оборудования.

В основе этого подхода лежит следующее: дезагрегация сети, Это позволяет операторам самостоятельно выбирать лучшее в своем классе оборудование и программное обеспечение. Это обеспечивает большую масштабируемость. кластерная сеть графических процессоров при этом снижая зависимость от экосистемы одного поставщика.

Сетевые технологии искусственного интеллекта Whitebox является ключевым элементом этой модели. Она построена на стандартизированном оборудовании и работает на базе... коммерческие кремниевые ИИ-переключатели, Платформы типа Whitebox обеспечивают производительность гипермасштабируемого класса без высоких затрат, характерных для проприетарных систем.

Операционные системы, такие как SONiC Обеспечивает масштабируемость и программируемость сети за счет автоматизации, телеметрии и современных API. Хорошо спроектированная система. Ткань SONiC AI помогает упростить операции, поддерживая при этом крупномасштабные задачи искусственного интеллекта.

Результат ниже. общая стоимость владения (TCO) На протяжении всего жизненного цикла сети за счет снижения затрат на оборудование, повышения операционной эффективности и минимизации зависимости от поставщика.

Традиционные и открытые сети искусственного интеллекта
Традиционные сети искусственного интеллекта Открытые сети искусственного интеллекта
Собственный стек Дезагрегированный стек
Закрытая NOS SONiC
Привязка к поставщику Гибкость при работе с несколькими поставщиками
Более высокая общая стоимость владения Снижение совокупной стоимости владения

Именно здесь Edgecore выделяется среди конкурентов — сочетание высокопроизводительного открытого оборудования, передовых микросхем и широкой совместимости с экосистемой позволяет создать масштабируемую, эффективную и перспективную сетевую инфраструктуру для искусственного интеллекта. Узнайте больше внедрение ИИ в реальных условиях увидеть открытые платформы искусственного интеллекта в действии.

Готовы создать масштабируемую инфраструктуру искусственного интеллекта?

Узнайте, как открытые сетевые решения могут поддерживать современные архитектуры искусственного интеллекта, высокопроизводительные кластеры графических процессоров и архитектуры центров обработки данных следующего поколения.

Библиотека ресурсов

Часто задаваемые вопросы

Сетевая инфраструктура для ИИ — это специализированная сетевая инфраструктура, используемая для подключения графических процессоров, серверов, хранилищ и коммутаторов, обеспечивающих работу рабочих нагрузок искусственного интеллекта. В отличие от традиционных корпоративных сетей, Сетевые решения для центров обработки данных на основе ИИ должна обеспечивать чрезвычайно высокую пропускную способность, сверхнизкую задержку и массированный трафик между распределенными вычислительными ресурсами в направлении «восток-запад».

Современный кластерная сеть графических процессоров Эта технология предназначена для эффективного перемещения обучающих данных, параметров модели и рабочих нагрузок вывода между большими кластерами графических процессоров. Обычно это достигается с помощью Ethernet AI-сети, высокоскоростное переключение и масштабируемые архитектуры leaf-spine. Многие организации внедряют их. сетевые технологии искусственного интеллекта с использованием белого ящика и открытые сети для ИИ для снижения затрат, избежания зависимости от поставщика и более эффективного масштабирования инфраструктуры.

Для кластеров на графических процессорах требуется сеть с низкой задержкой, поскольку распределенные рабочие нагрузки ИИ постоянно обмениваются данными между графическими процессорами во время обучения и вывода результатов. Даже небольшие задержки в обмене данными могут замедлить синхронизацию и снизить общую эффективность кластера.

В крупном масштабе кластерная сеть графических процессоров, Операции, такие как all-reduce, градиентная синхронизация и коллективная связь, генерируют интенсивный трафик между ядрами сети. Низкая задержка гарантирует, что графические процессоры будут тратить больше времени на вычисления и меньше времени на ожидание данных. Высокая производительность Сетевые решения для центров обработки данных на основе ИИ минимизирует узкие места за счет использования высокоскоростного режима. Ethernet AI-сети, RDMA и оптимизированное управление перегрузками.

RoCE Технология RDMA (RedDaily Decision Access over Converged Ethernet) — это сетевая технология, обеспечивающая прямой удаленный доступ к памяти по Ethernet, позволяющая серверам и графическим процессорам передавать данные непосредственно между областями памяти без участия центрального процессора.

RoCE широко используется в современных кластерная сеть графических процессоров Потому что это уменьшает задержку, снижает нагрузку на ЦП и повышает пропускную способность для задач искусственного интеллекта. В больших масштабах Сетевые решения для центров обработки данных на основе ИИ среды, RoCE помогает Ethernet AI-сети Обеспечивать производительность, сопоставимую со специализированными межсоединениями, сохраняя при этом гибкость и экономические преимущества Ethernet. RoCE особенно важен для масштабируемых систем. дезагрегированная инфраструктура ИИ где критически важна быстрая связь между графическими процессорами.

Технология Ethernet без потерь важна для ИИ, поскольку потеря пакетов может значительно ухудшить производительность связи с графическим процессором во время распределенного обучения и вывода результатов.

В большом кластерная сеть графических процессоров В условиях отброшенных пакетов происходит повторная передача, что увеличивает задержку и снижает эффективность кластера. Такие технологии, как приоритетное управление потоком (PFC) и явное уведомление о перегрузке (ECN), помогают создавать потоки без потерь или почти без потерь. Ethernet AI-сети за счет минимизации перегрузки и потери пакетов. Это позволяет Сетевые решения для центров обработки данных на основе ИИ для надежной поддержки трафика RoCE, высокопроизводительных рабочих нагрузок и крупномасштабных распределенных операций ИИ.

Ни Ethernet, ни InfiniBand не являются универсально лучшими для ИИ — все зависит от требований к производительности, бюджета и операционных целей.

Исторически сложилось так, что InfiniBand обеспечивал чрезвычайно низкую задержку и высокую пропускную способность для специализированных задач высокопроизводительных вычислений и искусственного интеллекта. Однако современные технологии... Ethernet AI-сети Использование RoCE, PFC и ECN теперь позволяет достичь сопоставимой производительности во многих проектах по внедрению ИИ, предлагая при этом более низкие затраты, более широкую поддержку экосистемы и большую гибкость.

Для многих предприятий и поставщиков облачных услуг Ethernet становится все более предпочтительным, поскольку он позволяет сетевые технологии искусственного интеллекта с использованием белого ящика, открытые сети для ИИ, и дезагрегированная инфраструктура ИИ. С коммерческие кремниевые ИИ-переключатели Благодаря открытому программному обеспечению, такому как SONiC, организации могут создавать масштабируемые решения. Сетевые решения для центров обработки данных на основе ИИ без привязки к проприетарным сетевым стекам.

Да, современный Ethernet отлично подходит для задач искусственного интеллекта и стал одной из самых быстрорастущих архитектур для инфраструктуры ИИ.

Достижения в области коммутации 400G и 800G, RoCE, управления перегрузкой и сетей без потерь превратили Ethernet в мощную основу для кластерная сеть графических процессоров. Сегодняшний Ethernet AI-сети может поддерживать крупномасштабное обучение и вывод результатов, обеспечивая при этом масштабируемость, гибкость и высокую экономическую эффективность.

Ethernet особенно привлекателен для организаций, внедряющих эту технологию. сетевые технологии искусственного интеллекта с использованием белого ящика, где открытые аппаратные и программные средства повышают совместимость и снижают общую стоимость владения.

SONiC (Software for Open Networking in the Cloud) — это операционная система с открытым исходным кодом, используемая для управления коммутаторами в современных центрах обработки данных, облачных средах и инфраструктуре искусственного интеллекта.

В контексте внедрения ИИ, Ткань SONiC AI обеспечивает масштабируемость, программируемость и независимость от поставщика. Сетевые решения для центров обработки данных на основе ИИ. Работает на открытых коммутаторах, питающихся от коммерческие кремниевые ИИ-переключатели, SONiC позволяет организациям развертывать открытые сети для ИИ при этом получая преимущества от автоматизации, телеметрии и современных систем оркестровки.

Многие предприятия используют SONiC для строительства дезагрегированная инфраструктура ИИ, Разделение аппаратного и программного уровней позволяет повысить гибкость, улучшить наблюдаемость и избежать зависимости от конкретного поставщика.

Архитектура Leaf-spine — это современная архитектура сети центра обработки данных, в которой каждый коммутатор leaf подключается к каждому коммутатору Spine, обеспечивая предсказуемое соединение с низкой задержкой между всеми устройствами.

Эта архитектура широко используется в кластерная сеть графических процессоров Благодаря этому обеспечивается стабильная пропускная способность, горизонтальная масштабируемость и уменьшение сетевых узких мест. По мере роста кластеров ИИ, конструкции leaf-spine помогают поддерживать эффективный поток трафика между графическими процессорами, хранилищем и вычислительными узлами.

Топология «лист-шип» является основополагающей для масштабируемости. Ethernet AI-сети и высокой производительности Сетевые решения для центров обработки данных на основе ИИ, особенно в сочетании с высокоскоростной коммутацией 400G или 800G и интеллектуальным управлением перегрузкой.