InfiniBand

InfiniBand on eritelmä laitteistoliitännästä nopeaan sarjaliikenteeseen lyhyillä matkoilla matalalla viiveellä . Sitä käytetään edullisesti datakeskuksissa , esimerkiksi tietoklusterien palvelimien kytkemiseksi toisiinsa ja palvelimien ja naapureiden massamuistijärjestelmien, kuten tallennusalueiden verkkojen (SAN) , yhdistämiseen .

Käyttöliittymä on seurausta kahden kilpailevan järjestelmän yhdistymisestä: Compaqin , IBM: n ja Hewlett-Packardin tulevaisuuden I / O : t ja Next, Generation I / O (ngio), jonka ovat kehittäneet Intel , Microsoft ja Sun Microsystems . Vähän ennen uuden Nimi valittiin sen InfiniBand tunnettiin järjestelmän I / O . Vuodesta 2016 alkaen Mellanox ja Intel tarjoavat InfiniBandille isäntäväyläsovittimia . Näitä laitteistoliitäntöjä tukevat muun muassa Solaris-käyttöjärjestelmät , erilaiset Linux-jakelut, kuten Debian tai Red Hat Enterprise Linux , HP-UX , FreeBSD ja VMware vSphere .

rakentaminen

Image
InfiniBand CX4 -portit

InfiniBand käyttää kaksisuuntaisia ​​pisteestä pisteeseen -yhteyksiä matalan viiveen tiedonsiirtoon viiveellä, joka on alle 2 µs, ja saavuttaa teoreettisen tiedonsiirtonopeuden kanavaa kohti välillä 2,5 Gbit / s (SDR) - 50 Gbit / s (HDR) molempiin suuntiin. InfiniBand-toiminnolla useita kanavia voidaan niputtaa läpinäkyvästi yhteen kaapeliin skaalausta varten. Neljä kanavaa ovat yhteisiä; yhteyksille, joilla on korkeampi läpivirtausvaatimus, kuten kytketyllä kankaalla , esimerkiksi 12 kanavan ja useamman kanavan niputtaminen on myös yleistä.

Yleensä InfiniBand lähetetään kuparikaapeleilla, koska niitä käytetään myös 10 Gigabitin Ethernet-verkkoon . Tämä mahdollistaa jopa 15 metrin lähetysetäisyydet. Jos pidemmät etäisyydet on sillattava, voidaan käyttää kuituoptisia mediamuuntimia , jotka muuttavat InfiniBand-kanavat yksittäisiksi kuitupareiksi. Tässä käytetään MPO-liittimillä varustettuja optisia nauhakaapeleita .

Soveltamisalueet

Image
Kaksois-InfiniBand-isäntäväyläsovitin palvelinjärjestelmissä käytettäväksi

InfiniBandin käyttöalueet vaihtelevat väyläjärjestelmistä verkkoyhteyksiin. Samoin kuin HyperTransport , oli kuitenkin vaikea vakiintua väyläjärjestelmäksi, ja siksi sitä käytetään tällä hetkellä enimmäkseen vain klusteriliitäntätekniikkana . Poikkeuksena ovat IBM: n keskusyksikköjärjestelmät System z z10- mallisarjasta . B.: llä on 24 InfiniBand-isäntäkanavaa kullakin 6 Gt / s. InfiniBandin suuri etu verrattuna yleisiin tekniikoihin, kuten TCP / IP-Ethernet, on viiveen minimointi ulkoistamalla protokollapino verkkolaitteistolle.

Eri laskentasolmua on yhdistetty InfiniBand ja erikoiskaapeleita kytkimet ; niin sanottu HCAs ( pääasemalle sovittimet ) käytetään kuten verkko -kortteja . Saatavilla on erilaisia ​​yhteystiloja, mukaan lukien: RDMA Write / RDMA Read sekä yksinkertaiset lähetys / vastaanotto- toiminnot.

Aikaa vievien muutosten välttämiseksi käyttöjärjestelmän ja käyttäjän kontekstin välillä, kuten esimerkiksi pistorasioiden tapauksessa , käyttöön tarkoitetut muistialueet rekisteröidään ensin kortille. Tämä antaa kortille mahdollisuuden muuntaa virtuaaliset osoitteet itse fyysisiksi osoitteiksi. Lähetettäessä tietoja merkitty jako ( " kartoitus ") eri valvonnan rekisterien ja HCAs muistiin ja prosessin (Doorbell mekanismi), lähettävä toimenpide suoritetaan ilman läpi käyttöjärjestelmän ydin - HCA hakee tiedot päässä muistia ohjaamalla DMA- ohjaimia. HCA: n käytettävissä olevien tietojen lähettäminen (joko luotettava tai epäluotettava) otetaan kortin protokollapinosta. Tätä tarkoitusta varten kortti hallitsee käännöstaulukkoa, johon pääsee käyttäjän palauttamilla indekseillä rekisteröidessään muistialueita.

Viiveiden minimoimiseksi InfiniBand tarjoaa kaksi yhteystilaa, jotka siirtävät dataa toisen solmun päämuistiin tai lukevat siitä, ilman käyttöjärjestelmää tai toisella puolella olevaa prosessia. Nämä kaksi toimintoa tunnetaan nimellä RDMA Write / RDMA Read ( etäinen DMA ). Lisäksi InfiniBand tarjoaa kaksi tilaa lukitusmekanismien toteuttamiseksi: Atomic Compare & Swap ja Atomic Fetch & Add. Näitä voidaan käyttää esimerkiksi semaforien toteuttamiseen; löydät muun muassa. hakemus on hajautettujen tietokantojen .

kirjallisuus

  • Frank Kyne, Hua Bin Chu, George Handera, Marek Liedel, Masaya Nakagawa, Iain Neville, Christian Zass, IBM Redbooks: InfiniBand-kytkentälinkkien toteuttaminen ja hallinta IBM System z: ssä. Neljäs painos, IBM Redbooks Edition, 2014.
  • Hans Zima (Toim.): Suorituskykyinen laskenta. Osa 4, Springer Verlag, Berliini / Heidelberg 2002, ISBN 3-540-43674-X .
  • Patrick Crowley, Mark A.Franklin (Toim.): Verkkoprosessorisuunnittelu. Issues and Practices, 2. osa, Morgan Kaufmann Publishers, San Francisco 2004, ISBN 0-12-198157-6 .
  • Luc Bougé: Suurteholaskenta - HiPC 2004., osa 11, Springer Verlag, Berliini / Heidelberg 2004, ISBN 3-540-24129-9 .

nettilinkit

Commons : InfiniBand  - kokoelma kuvia, videoita ja äänitiedostoja