Solusi NIC NVIDIA: Esensial Penerapan untuk Optimasi Transmisi Latensi Rendah RDMA/RoCE

Di era AI dan komputasi berkinerja tinggi, latensi jaringan telah menjadi hambatan kritis. Kartu antarmuka jaringan NVIDIA, dengan kemampuan RDMA dan RoCE canggihnya, dirancang khusus untuk menghilangkan hambatan ini dan memberikan kinerja yang belum pernah terjadi sebelumnya untuk beban kerja yang padat data.

Pendekatan NVIDIA terhadap jaringan berkinerja tinggi berkisar pada penghapusan overhead tumpukan jaringan tradisional sambil mempertahankan keandalan. Arsitektur ini dibangun di atas beberapa prinsip utama:

• Mekanisme bypass kernel untuk menghilangkan keterlibatan CPU dalam transfer data
• Offloading transportasi berbasis perangkat keras untuk operasi zero-copy
• Jalur latensi ultra-rendah antara memori aplikasi dan jaringan
• Kontrol kemacetan cerdas dan manajemen lalu lintas

Remote Direct Memory Access (RDMA) mewakili perubahan mendasar dalam cara data bergerak melintasi jaringan. Implementasi NVIDIA memberikan:

• Transfer memori-ke-memori langsung tanpa intervensi CPU
• Latensi di bawah 1 mikrodetik untuk komunikasi intra-rak
• Throughput tingkat-lini terlepas dari ukuran paket
• Pemanfaatan CPU minimal, membebaskan siklus untuk beban kerja aplikasi

Hal ini membuat NIC NVIDIA sangat berharga untuk kluster pelatihan AI, di mana RDMA dapat mengurangi waktu pelatihan hingga 40% dibandingkan dengan jaringan tradisional.

RDMA over Converged Ethernet (RoCE) telah muncul sebagai protokol dominan untuk menerapkan RDMA di lingkungan Ethernet standar. Implementasi RoCE NVIDIA mencakup:

• Dukungan komprehensif untuk RoCE v2 dengan kemampuan perutean IP
• Algoritma kontrol kemacetan canggih (DCQCN, TIMELY)
• Kontrol aliran berbasis prioritas (PFC) untuk Ethernet tanpa kehilangan
• Mekanisme pemberitahuan kemacetan eksplisit (ECN) yang ditingkatkan

Menerapkan NIC NVIDIA untuk kinerja RDMA maksimum memerlukan perhatian cermat pada beberapa area kritis:

• Konfigurasi Infrastruktur Jaringan: Pengaturan PFC dan ECN yang tepat pada sakelar
• Penjajaran MTU: Bingkai jumbo (biasanya 9000 MTU) untuk transfer besar yang efisien
• Manajemen Pasangan Antrean: Jumlah pasangan antrean yang optimal berdasarkan kebutuhan aplikasi
• Alokasi Buffer: Buffer penerima yang cukup untuk mencegah kelaparan

NIC NVIDIA memberikan manfaat terbesar ketika aplikasi dirancang khusus untuk memanfaatkan kemampuan RDMA:

• Implementasi MPI yang dioptimalkan untuk operasi RDMA
• Sistem penyimpanan yang menggunakan RDMA untuk akses blok jarak jauh
• Kerangka kerja AI dengan dukungan RDMA bawaan untuk sinkronisasi parameter
• Sistem basis data yang menggunakan RDMA untuk pemrosesan transaksi terdistribusi

Mempertahankan kinerja RDMA yang optimal memerlukan kemampuan pemantauan yang komprehensif:

• Telemetri waktu nyata untuk deteksi dan analisis kemacetan
• Penghitung kesalahan terperinci untuk identifikasi masalah yang cepat
• Integrasi dengan NVIDIA NetQ untuk visibilitas seluruh jaringan
• Diagnostik canggih untuk masalah konektivitas RoCE

Dalam skenario pelatihan AI, NIC NVIDIA dengan RDMA menunjukkan keunggulan signifikan:

• Bandwidth hampir tak terbatas untuk semua operasi pengurangan
• Latensi deterministik untuk pelatihan sinkron
• Kinerja yang dapat diskalakan di ribuan node
• Integrasi mulus dengan teknologi NVIDIA GPUDirect

Kombinasi keahlian perangkat keras NVIDIA dan ekosistem perangkat lunak yang komprehensif menciptakan solusi menarik bagi organisasi yang membangun infrastruktur AI generasi berikutnya. Fokus pada teknologi RDMA dan RoCE memposisikan NIC NVIDIA sebagai komponen penting dalam mengejar jaringan berkinerja tinggi sejati.

Karena volume data terus bertambah dan persyaratan latensi menjadi lebih ketat, komitmen NVIDIA untuk memajukan teknologi jaringan memastikan bahwa solusi NIC mereka akan tetap menjadi yang terdepan dalam infrastruktur komputasi berkinerja tinggi.