Perbandingan Jaringan Superkomputasi: InfiniBand vs. Ethernet

AUSTIN, Texas – Lanskap jaringan HPC sedang mengalami transformasi signifikan seiring dengan meningkatnya tuntutan komputasi. Perdebatan antara teknologi InfiniBand dan Ethernet terus meningkat, dengan implikasi besar bagi penelitian AI, simulasi ilmiah, dan beban kerja intensif data. Analisis ini mengkaji perbedaan teknis kritis dalam perdebatan InfiniBand vs Ethernet dan dampaknya pada arsitektur superkomputasi generasi berikutnya.

Pada fondasi superkomputasi modern terletak pilihan kritis dalam teknologi interkoneksi. InfiniBand, yang telah lama dianggap sebagai standar emas untuk jaringan HPC, menggunakan arsitektur fabric tanpa kehilangan dengan kemampuan akses memori langsung jarak jauh (RDMA) asli. Ethernet, khususnya dengan peningkatan dari protokol RoCEv2 (RDMA over Converged Ethernet), telah berkembang untuk menantang dominasi InfiniBand di lingkungan berkinerja tinggi. Perbedaan mendasar dalam filosofi desain mereka menciptakan karakteristik kinerja yang berbeda yang secara langsung memengaruhi kinerja dan skalabilitas aplikasi.

Saat mengevaluasi InfiniBand vs Ethernet untuk penerapan skala ekstrem, metrik terukur menceritakan kisah yang menarik. Teknologi InfiniBand HDR generasi saat ini, terutama dari Mellanox (sekarang NVIDIA Networking), menunjukkan keunggulan signifikan dalam aplikasi yang sensitif terhadap latensi. Tabel berikut membandingkan indikator kinerja utama berdasarkan pengujian independen dan data penerapan superkomputer TOP500:

Kepemimpinan teknologi InfiniBand di ruang jaringan HPC telah secara signifikan didorong oleh inovasi Mellanox. Pendekatan end-to-end mereka mencakup perutean adaptif, kontrol kemacetan yang tajam, dan kemampuan komputasi dalam jaringan yang selanjutnya mempercepat operasi kolektif. Inovasi ini, khususnya Scalable Hierarchical Aggregation and Reduction Protocol (SHARP), menunjukkan bagaimana jaringan cerdas dapat membebaskan tugas komputasi dari CPU, memberikan manfaat kinerja yang tidak dapat dicapai dengan pendekatan Ethernet standar.

Ethernet telah membuat kemajuan substansial dalam mengatasi keterbatasan historisnya untuk HPC. Perkembangan seperti Priority Flow Control (PFC), Explicit Congestion Notification (ECN), dan manajemen lalu lintas yang ditingkatkan telah meningkatkan kesesuaiannya untuk beban kerja RDMA. Dukungan ekosistem untuk Ethernet, termasuk kompatibilitas vendor yang lebih luas dan alat manajemen yang familiar, menghadirkan kasus yang menarik untuk penerapan tertentu di mana kinerja puncak absolut bukanlah satu-satunya faktor penentu.

Pilihan antara InfiniBand dan Ethernet melampaui metrik kinerja mentah. InfiniBand biasanya memberikan kinerja yang unggul untuk aplikasi yang terikat erat seperti dinamika fluida komputasi, pemodelan cuaca, dan pelatihan AI di mana mikrodetik sangat penting. Ethernet menawarkan fleksibilitas yang lebih besar untuk lingkungan heterogen dan infrastruktur konvergen yang mendukung beban kerja HPC dan perusahaan. Total biaya kepemilikan, keahlian staf yang ada, dan penyelarasan peta jalan jangka panjang harus menjadi faktor dalam keputusan infrastruktur kritis ini.

Perdebatan InfiniBand vs Ethernet dalam jaringan HPC mencerminkan beragam persyaratan ilmu komputasi modern. Sementara InfiniBand mempertahankan kepemimpinan kinerja untuk aplikasi superkomputasi yang paling menuntut, Ethernet terus berkembang sebagai alternatif yang layak untuk banyak kasus penggunaan. Keputusan pada akhirnya bergantung pada persyaratan aplikasi tertentu, ambang kinerja, dan tujuan infrastruktur strategis.