Différences entre les cartes réseau InfiniBand et Ethernet : Guide de sélection

Les centres de données et les environnements informatiques à haute performance devenant de plus en plus complexes, le choix entre les technologies InfiniBand et Ethernet peut avoir un impact significatif sur l'efficacité et la rentabilité globales. Chaque technologie offre des avantages uniques et est adaptée à des scénarios d'application spécifiques. Cet article examine les principales différences entre les cartes réseau InfiniBand et Ethernet et propose un guide de sélection complet pour vous aider à prendre une décision informée en fonction de vos besoins spécifiques.

Que sont les cartes réseau InfiniBand et Ethernet ?

Cartes réseau InfiniBand

La carte d'interface réseau InfiniBand (NIC) est un type d'adaptateur réseau utilisé dans les centres de calcul et de données à haute performance. L'adaptateur InfiniBand, également connu sous le nom d'adaptateur de canal hôte (HCA), est le point de connexion crucial où un nœud final InfiniBand, tel qu'un serveur ou une unité de stockage, se connecte au réseau InfiniBand. InfiniBand est une technologie d'interconnexion à grande vitesse et à faible latence conçue pour prendre en charge des applications telles que l'informatique à haute performance, le transfert de données à grande échelle et l'informatique en grappe. En fournissant un transfert de données rapide et une communication à faible latence, les cartes d'interface réseau IB peuvent être utilisées pour connecter des serveurs, des dispositifs de stockage et d'autres équipements de réseau afin d'obtenir des performances élevées et une transmission de données à haut débit.

Cartes réseau Ethernet

La carte d'interface réseau Ethernet est un adaptateur réseau qui est inséré dans un emplacement de la carte mère et qui prend en charge les normes du protocole Ethernet. Chaque adaptateur réseau possède une adresse physique unique au monde, appelée adresse MAC. Grâce à l'adresse MAC, les données peuvent être envoyées avec précision à l'ordinateur de destination. Il existe de nombreux types de cartes réseau Ethernet, qui peuvent être classés de différentes manières, par exemple en fonction de la bande passante, de l'interface réseau et de l'interface bus.

Pour une introduction détaillée aux cartes d'interface réseau IB et aux cartes d'interface réseau Ethernet, veuillez consulter：Carte Ethernet vs. carte InfiniBand

Comparaison des cartes réseau InfiniBand et Ethernet

Les cartes d'interface réseau InfiniBand et Ethernet offrent des avantages uniques adaptés aux différentes exigences de mise en réseau. Les cartes d'interface réseau IB sont conçues pour offrir de hautes performances, une largeur de bande plus élevée et une latence plus faible. Les cartes réseau Ethernet, quant à elles, sont polyvalentes et évolutives et conviennent à différents types et échelles de réseaux. Comprendre les différences entre les cartes d'interface réseau IB et Ethernet permet de prendre des décisions judicieuses en fonction des exigences spécifiques en matière de performances du réseau.

Technologie et protocoles

Les cartes d'interface réseau IB utilisent le protocole InfiniBand, conçu principalement pour les environnements informatiques à haute performance (HPC). Elles utilisent la technologie RDMA (Remote Direct Memory Access), qui permet des transferts de données à très faible latence. En revanche, les cartes réseau Ethernet utilisent des normes de protocole Ethernet largement adoptées, telles que TCP/IP. Ces cartes conviennent à diverses applications réseau, y compris les réseaux d'entreprise et les réseaux domestiques. Bien que les cartes réseau Ethernet soient simples à utiliser, elles présentent un temps de latence plus élevé lorsqu'elles traitent de grandes quantités de données.

Caractéristiques de performance

Les cartes d'interface réseau IB et Ethernet diffèrent considérablement en termes de bande passante, de latence et de débit. Les cartes d'interface réseau IB offrent des options de bande passante allant de 40 Gbps à 400 Gbps, avec une latence généralement de l'ordre de la microseconde. Elles sont donc idéales pour les applications de calcul intensif et de recherche scientifique nécessitant un traitement rapide des données. Les cartes d'interface réseau Ethernet offrent des options de bande passante qui vont de 1Gbps à 100Gbps, les normes émergentes pouvant atteindre 400Gbps. Cependant, elles ont généralement un temps de latence plus élevé, allant de centaines de microsecondes à des millisecondes. Néanmoins, les cartes d'interface réseau Ethernet fonctionnent bien pour la plupart des tâches courantes de transfert de données.

Cas d'utilisation et applications

Les cartes d'interface réseau IB sont principalement utilisées dans les environnements HPC, la recherche scientifique, les simulations à grande échelle et les services financiers. Ces applications nécessitent des débits de messages élevés et une faible latence, comme l'intelligence artificielle et l'analyse de données massives. D'autre part, les cartes réseau Ethernet sont largement utilisées dans divers scénarios, notamment les réseaux d'entreprise, l'informatique en nuage, l'hébergement web et les réseaux domestiques. Leur haute compatibilité et leur flexibilité en font le choix privilégié pour de nombreuses solutions de mise en réseau.

Temps de latence et fiabilité

Les cartes d'interface réseau IB bénéficient de la technologie RDMA, qui permet d'acheminer les paquets de données sans faire intervenir l'unité centrale, ce qui réduit considérablement la latence de traitement des paquets (typiquement 600 ns pour l'envoi et la réception). Les cartes réseau Ethernet, basées sur TCP ou UDP, ont des temps de latence d'envoi et de réception d'environ 10us, ce qui entraîne une différence considérable. En outre, les cartes d'interface réseau IB assurent une transmission sans perte grâce à un contrôle de flux de bout en bout, ce qui minimise la gigue de latence et offre un environnement réseau extrêmement fiable. En revanche, l'Ethernet peut souffrir de congestion de la mémoire tampon et de perte de paquets dans des conditions extrêmes, ce qui a un impact sur la stabilité des performances de transmission des données.

Globalement, les cartes réseau InfiniBand et Ethernet ont chacune leurs propres forces et faiblesses, ce qui les rend adaptées à différents cas d'utilisation. Lors du choix de la carte réseau appropriée, il est essentiel de prendre en compte les exigences spécifiques de l'environnement réseau et d'établir un budget complet afin d'optimiser les performances du réseau et d'améliorer l'efficacité du travail.

Caractéristiques	Carte réseau InfiniBand	Carte réseau Ethernet
Protocoles	Utilise le protocole InfiniBand, emploie RDMA pour une latence ultra-faible	Utilise des protocoles Ethernet largement adoptés, tels que TCP/IP
Largeur de bande	40Gbps à 400Gbps	1Gbps à 100Gbps (jusqu'à 400Gbps)
Latence	microsecondes	centaines de microsecondes à millisecondes
Cas d'utilisation	Calcul haute performance, recherche scientifique, simulations à grande échelle, services financiers	Réseaux d'entreprise, informatique en nuage, hébergement web, réseaux domestiques
Fiabilité	RDMA réduit le temps de latence du traitement des paquets à 600ns, transmission sans perte avec contrôle de flux de bout en bout.	Basé sur TCP/UDP, latence d'environ 10us, peut souffrir de congestion de la mémoire tampon et de perte de paquets dans des conditions extrêmes.

Choisir la carte d'interface réseau pour la bonne solution

FS répondent aux exigences de toute une série d'environnements réseau, qu'il s'agisse de réseaux d'entreprise, de centres de données ou d'environnements de calcul à haute performance (HPC), en vous offrant des solutions flexibles et évolutives.

Solution InfiniBand H100

La solution FS H100 InfiniBand, conçue sur la base du GPU NVIDIA® H100 et intégrant le logiciel PicOS® et la plateforme de gestion AmpCon™, est prévue pour s'aligner sur la topologie du réseau des architectures HPC. L'architecture H100 intègre les cartes d'interface réseau IB. La carte ConnectX-7 InfiniBand est un produit révolutionnaire de la série ConnectX d'adaptateurs réseau de pointe. Elle est dotée d'une interface hôte PCIe 5.0 x16 et offre une transmission de 400 Gb/s sur un seul port. RDMA offre une faible latence et une haute performance, capable de gérer de 330 millions à 370 millions de messages par seconde. Cette interconnexion intelligente convient aux plates-formes de calcul et de stockage basées sur x86, Power, Arm, GPU et FPGA, ce qui en fait la solution la plus performante et la plus flexible pour répondre aux exigences croissantes des applications des centres de données.

En savoir plus sur la solution InfiniBand H100：NVIDIA® InfiniBand H100 Network

Solution de réseau RoCE

La solution réseau RoCE offre un réseau de pointe sans perte en prenant en charge le PFC, l'ECN et l'acheminement efficace du trafic RoCEv2, ce qui minimise le temps d'inactivité du GPU. La solution réseau RoCE utilise la carte NVIDIA® ConnectX®-7 MCX75310AAC-NEAT, dotée d'un seul port avec une connectivité de 400 Gb et prenant en charge les protocoles InfiniBand et Ethernet. Il permet une unité de transmission maximale (MTU) allant de 256 octets à 4 Ko et prend en charge des messages pouvant atteindre 2 Go. Pour les charges de travail de stockage, le MCX75310AAC-NEAT offre un ensemble complet de fonctionnalités de réseau, de stockage et de sécurité définies par logiciel et accélérées par le matériel, permettant aux entreprises de moderniser et de sécuriser efficacement leurs infrastructures informatiques.

En savoir plus sur RoCE Network Solution : Renforcer le HPC avec RoCE Network

Types	Produits	Vitesse	Interface hôte	Ports
Adaptateurs InfiniBand	MCX653105A-ECAT-SP	HDR et 100Gb/s	PCIe 4.0x16	Un seul port
Adaptateurs InfiniBand	MCX653106A-HDAT-SP	HDR et 100Gb/s	PCIe 4.0x16	Double port
Adaptateurs InfiniBand	MCX653106A-ECAT-SP	HDR et 100Gb/s	PCIe 4.0x16	Double port
Adaptateurs Ethernet	MCX512A-ACAT	25/10/1GbE	PCIe 3.0 x8	Double port
Adaptateurs Ethernet	MCX4121A-ACAT	25/10/1GbE	PCIe 3.0 x8	Double port
Adaptateurs Ethernet	MCX515A-CCAT	100/50/40/25/10/1GbE	PCIe 3.0 x16	Un seul port

Conclusion

Lors du choix des cartes d'interface réseau, il est essentiel de prendre en compte les scénarios d'application et les exigences spécifiques. Les cartes d'interface réseau Ethernet, en raison de leur rentabilité, de leur compatibilité et de leur large champ d'application, conviennent aux réseaux d'entreprise et aux centres de données. En revanche, les cartes d'interface réseau IB jouent un rôle essentiel dans l'informatique de haute performance et la recherche scientifique en raison de leur très grande largeur de bande, de leur très faible latence et de leur grande fiabilité. En comprenant les principes de fonctionnement, les mesures de performance et les scénarios d'application des cartes réseau Ethernet et IB, les entreprises et les instituts de recherche peuvent prendre des décisions plus judicieuses afin d'optimiser les performances du réseau et d'améliorer l'efficacité des activités.