アプリケーション

Mellanox®は、データ中心のデータセンターアーキテクチャの導入における業界リーダーで、このアーキテクチャはネットワーク内のコンピューティングを可能にします。ネットワーク内での転送中をはじめ、どこでもデータの分析ができるようになります。このアプローチにより、従来のCPU中心型データセンターアーキテクチャに存在するボトルネックを排除し、最高レベルのアプリケーションパフォーマンスと拡張性を実現します。データ中心のアーキテクチャ用メラノックスのソリューションには、ハードウェアとソフトウェアの要素が両方含まれ、次世代の高性能AI、ディープラーニング、ビッグデータのほか、データ重視のアプリケーションのニーズに応えます。

メラノックスのインターコネクトソリューションに含まれる主なネットワーク内コンピューティング技術は以下の通りです。

  • Scalable Hierarchical Aggregation and Reduction Protocol (SHARP)™ - メラノックスのスイッチおよびHCAハードウェア上で通信フレームワークに関連する計算をサポートし、データの削減と周径アルゴリズムをネットワークによって管理、実行できるようにします。メラノックスのSHARP技術は、HPCアプリケーションでまとまった通信のオフロードやそのパフォーマンスを高めるために使用されています。

  • MPIタグマッチング - メラノックスのConnectX®-5およびConnectX-6アダプタは、CPUからネットワークへMPIタグマッチングをオフロードし、CPUを使わずにMPIタグをマッチングしてリクエストを処理することができます。これにより遅延が改善され、MPI演算のCPU使用率を90%から約0%へと大幅に下げることができます。

  • GPUDirect® RDMAの最新版はGPUDirect® ASYNCです。GPUDirect ASYNCプロトコルも同様にデータ経路をオフロードしますが、さらにCPUからの制御プレーン演算をオフロードし、GPUがネットワークの通信をスケジューリングすることが可能です。これによって、GPUネットワークの通信がさらに高速になり、消費電力もはるかに節約できるほか、より安価なCPUを使う選択肢ができてプラットフォーム全体のコスト削減が可能になります。
  • SHIELD - Self-Healing Interconnect Enhancement for Intelligent Datacenters(インテリジェントなデータセンター向けの自己修復型インターコネクト拡張)の略称で、SHIELDはリンク故障の復元をサブネットマネージャーより5000倍速く実現します。その結果、通信プロトコルがタイムアウトしなくなり、パフォーマンスのクラッシュ再試行および通信関連ジョブの失敗を回避できるため、生産性を上げて投資収益率を最大限に高めることが可能です。SHIELDについて詳しくはこちらをクリックしてください

また、ルーティングのアルゴリズムは、InfiniBandサブネットマネージャーがあるファブリックアーキテクチャ上ですべてのトラフィックについて最適な経路を見つける際の方法を提供します。メラノックスは、トポロジー固有のアルゴリズムおよびさまざまに異なる多くのトポロジーに対応する汎用アルゴリズムをどちらもサポートしています。これにはFATツリーのほか、最大6Dまでの多次元トーラス、ハイパーキューブ、拡張ハイパーキューブ、メッシュ、さらに最近ではDragonfly+が含まれます。Dragonfly+は、拡張性のメリットを持ち合わせつつ、非常に大きなノードカウントまで拡張可能なインターコネクトグループトポロジーを提供するため、注目に値します。高度なアダプティブルーティングにより、部門間の帯域幅を最大限に高め、ケーブル敷設のコストや複雑さを軽減する戦略を提供します。

生物科学

生物科学のデータセンターは、研究とヘルスケアの両方にHPC技術を活用しています。パイプラインの待ち時間を短縮して生産性を高めれば、基礎研究のペースを高速化できるだけでなく、命を救うことにもつながります。こうしたデータセンターは、ビッグデータおよびハイパフォーマンスコンピューティングの両面で問題を抱えており、サーバーおよびストレージにリンクされたネットワークのパフォーマンスが十分でないことによって苦労を強いられます。

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EDA

コンピュータによる設計の自動化には3Dモデリングや流体動力学のほか、ハイパフォーマンスコンピューティング(HPC)データセンターソリューションが必要な、計算を多用するプロセスが伴います。これらのアプリケーションでは、高度に組み合わされた並列アルゴリズムを使用しますが、これは通信のファブリックやフレームワークの遅延の影響を受けがちです。SHARP技術を備えたメラノックスのInfiniBandは、これらのアプリケーションに最高10倍の向上をもたらします。

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製造

MCAD(コンピュータを利用した機械設計)およびCAE(コンピュータを使用したエンジニアリング)システムは、HPCクラスタコンピューティング環境を採用して、処理時間を短縮するとともに新製品の収益を高めています。RDMAを備えたメラノックスのInfiniBandは、大量のメモリを使用してリアルタイムで複雑なシステムをモデル化し、最高レベルの精度と製造プロセスの最適化を通じて安全や生産性、コストを改善できるようにします。

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メディアとエンターテイメント

今日のメディア向けデータセンターは、高パフォーマンスのHPCクラスタ技術に投資して、非常に複雑なタスク実行のサービスにおいて、数百あるいは数千ものプロセッサの力を集結しています。動画や拡張現実は現在の制作手法には欠かせない存在で、膨大なデータストレージの要件を前に、CPUおよびGPUダイレクトを装備したGPUの両方で高度な並列コンピューティングのための最高性能を発揮するネットワークを必要とします。

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石油ガス産業のモデリング

石油ガス会社はHPC技術を使用して、極めて競争の激しい産業において精製のための新たな埋蔵拠点を探り当てようとしています。成功のカギを握るのは、高価で非常に分解能の高いデータ収集および複雑なモデリング/分析技術です。これらのコンピューティングにおける課題は、大量のデータ処理による原燃料の探索および採掘コストの削減のほか、生産の最適化です。

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天気および天文学

気象予測および研究には膨大な入力データの高速処理が必要で、通常これはリアルタイムで行われるため、生産性は処理速度にかかっていると言えます。海洋モデリングと天文学も同じように非常に大規模なシミュレーションの計算という似たような課題に直面しています。こういった種類の研究で利用されるデータセンターは、HPCクラスタ技術を使用し、数千ものCPUの能力と大型の高速ストレージシステムを組み合わせています。

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