高速漂亮的机箱很酷炫 但是它们也需要连接

ZD至顶网服务器频道 07月15日 新闻消息：

 

HPC博文——高性能计算（HPC）以及随后而至的大型企业计算的下一个大战场中心是高性能互连（HPI）。HPI是将系统连接在一起、并令节点之间高速通信的机制。

HPI市场是一个非常高端的网络设备市场，其主要特点是超高带宽和低延迟。

最近对HPC和大型企业数据中心做了一次调研。我发现，与2015年比，超过45%的受访者计划在2016年花更多钱在系统互连和I/O上。另外40%计划花费与2015年相同的金额。从这些结果上看，对他们来说，HPI很明显是一个重要的话题，也应该是这样。

我们在过去几年里看到的HPC方面的重大性能改进都直接拜HPI所赐。在过去四年里，互连速度以每年30%的速度增长，这种速度与穆尔定律所预测的41%年增长率也是不可小视的。

HPI：业内现状

HPI目前有三种基本技术：专有技术、InfiniBand和以太网。专有互连技术通常用于MPP系统，整个系统里由一、两个大规模应用占用。专有互连令客户可以更容易地优化自己的网络应用程序，这种技术在节点是诸如传统的全胖树拓扑结构时要便宜得多。

想使用这些专有互连的话，你只须从提供这种技术的供应商购买系统，例如Cray和SGI都是是主要玩家，还有如Bull的其他商家也提供自己的HPI设备。

一般来说，其他如InfiniBand和以太网的互连主要用于用于集群系统，同一系统里同时几个或许多HPC工作负载运行。

从500强排行榜看HPI整体市场，以太网互连选择略有优势，地球上44%的电脑使用以太网。以太网是一个颇有吸引力的技术，因为它无处不在，在有些情况下也不太昂贵。

尽管以太网的等效带宽与InfiniBand一样（100Gb/秒），但以太网在延迟方面的性能不给力。InfiniBand和专有互连的延迟在高纳秒级上，以太网则仍处于低微秒级的延迟范围，这对于高性能工作负载来说是一个严重的缺点。

就性能而言，InfiniBand胜其他技术一筹，在100Gb/秒的带宽上，其延迟小于90纳秒，每秒可传1.5亿条消息。InfiniBand路线图也很强大，200Gb/秒的InfiniBand计划于2017年发布，几年后速度将达400Gb/秒。

500强排行榜里40%的系统使用InfiniBand，主要集中在排行榜的前半部分。事实上，地球上最快的机器由中国国家并行计算机工程和技术研究中心（NRCPC）研制的太湖之光用的就是Mellanox InfiniBand HCA卡系统和交换芯片。

InfiniBand技术的主要优点之一是其“离线负载”技术。就是说，HCA卡和交换机管理和执行所有的网络操作，包括所有协议功能、数据包的设置、发送、接收等等，因而减轻了CPU处理这些琐事的负担而只需运行应用程序。

英特尔来也

英 特尔是互连市场的新手，旗下拥有全路径架构（OPA）互联技术。现在的OPA技术本质上是TrueScale产品线贴了另一个标签。。TrueScale 是几年前收购的QLogic知识产权的一部分。未来的版本会加入收购的Cray Aries互连知识产权的功能。Intel的HPI机制用的是“在线负载”技术，主CPU负责执行和管理所有的网络处理，包括组装数据包到交易完成的监测 所有的一切。

这样做可能会加重处理器的负担，特别是在应用程序“发动起来”阶段，这时所有的节点都会向主节点报告他们的结果。消息的大小可能也是一个问题，因为较长的消息需要更多的时间打包和发送。很多HPC应用程序发出的消息大小不一，这可能导致出现负载结构不平衡。

我们现在对OPA的性能了解不多，因为只有少数客户手里有这种技术。根据英特尔所说的，他们的OPA速度为100Gb/秒，延迟接近纳秒级，而且可以处理每秒8900万条消息。

这些规格与Mellanox的InfiniBand EDR（除消息速率）非常接近，但大家都不清楚在线负载机制对CPU的影响有多大。处决于集群和应用程序的大小，该影响可能非常重要，但目前无法确切地知道，因为此系统还非常新，并没有太多实际应用性能数据可用。

交锋

英特尔在与Mellanox和专有互连人士交锋时必会尽全力出击，务求在市场HPI部分的控制权上分个高低。英特尔的意图是要超越自己，不能只是卖芯片甚至系统，而是要销售整个机箱，整个塞满了包括CPU、主板、加速器和用HPI连在一起的英特尔设备在内的机箱。

这样一来英特尔即可将Mellanox一类的公司挤出HPI市场，而将诸如Cray、SGI、联想和其他公司转化成英特尔经销商，甚至在机架层次这样做。而且，这也可以减少这些公司推出具自己特色产品的能力，进而显著地削弱他们的利润率。

英特尔以其市场影响力、金融资源和公信力可以硬推OPA。他们的销售人员能接触著名HPC和大型企业客户。但由于他们用的是在线负载架构，他们的技术与市场需求的匹配可能不是太好。

Mellanox公司凭性能和路线图在竞争中占了上风，但他们要保持领先地位仍须加速发展。专有技术那帮人也必须做同样的事，以证明他们更昂贵的系统是值得的。

原文发布时间为：2016-07-15

本文作者：毕波 

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