InfiniBand

InfiniBand , kısa mesafelerde düşük gecikmeyle seri yüksek hızlı iletim için bir donanım arayüzünün bir spesifikasyonudur . Tercihen veri merkezlerinde , örneğin bilgisayar kümelerindeki sunucuları birbirine bağlamak ve sunucuları ve depolama alanı ağları (SAN) gibi komşu yığın depolama sistemlerini bağlamak için kullanılır .

Arabirim iki rakip sistemlerin birliğinin sonucudur: Future I / O dan Compaq , IBM ve Hewlett-Packard ve Yeni Nesil G / Ç (ngio) tarafından geliştirilmiş olan Intel , Microsoft ve Sun Microsystems . Yeni isim seçilmeden kısa bir süre önce sistem G / Ç olarak bilinen InfiniBand idi . 2016 itibarıyla Mellanox ve Intel, InfiniBand için ana bilgisayar veri yolu adaptörleri sunmaktadır. Bu donanım arayüzleri, Solaris gibi işletim sistemleri , Debian veya Red Hat Enterprise Linux , HP-UX , FreeBSD ve VMware vSphere gibi çeşitli Linux dağıtımları tarafından desteklenir .

inşaat

InfiniBand CX4 bağlantı noktaları

InfiniBand, 2 µs'nin altındaki gecikme süreleri ile düşük gecikmeli veri iletimi için çift yönlü noktadan noktaya bağlantılar kullanır ve her iki yönde de 2,5 Gbit / sn (SDR) ile 50 Gbit / sn (HDR) arasında kanal başına teorik veri aktarım hızlarına ulaşır. InfiniBand ile, ölçeklendirme için birkaç kanal şeffaf bir şekilde tek bir kabloda birleştirilebilir. Dört kanal yaygındır; anahtarlamalı yapı gibi daha yüksek verim gerektiren bağlantılar için, örneğin 12 kanal ve daha fazlasının kanal gruplaması da yaygındır.

InfiniBand, 10 Gigabit Ethernet için de kullanıldığından, genellikle bakır kablolar üzerinden iletilir . Bu, 15 metreye kadar iletim mesafeleri sağlar. Daha uzun mesafelerin köprülenmesi gerekiyorsa, InfiniBand kanallarını ayrı fiber çiftlerine dönüştüren fiber optik medya dönüştürücüler kullanılabilir. Burada MPO konektörlü optik şerit kablolar kullanılır.

Uygulama alanları

Sunucu sistemlerinde kullanım için çift InfiniBand ana bilgisayar veriyolu adaptörü

InfiniBand'in uygulama alanları veri yolu sistemlerinden ağ bağlantılarına kadar uzanmaktadır. Bununla birlikte, HyperTransport'a benzer şekilde , kendisini bir veri yolu sistemi olarak kurmak zordu ve bu nedenle şu anda çoğunlukla yalnızca bir küme bağlantı teknolojisi olarak kullanılıyor . Buradaki bir istisna , z10 model serisinden IBM ana bilgisayar sistemleri System z'dir . B. her biri 6 GB / sn'lik 24 InfiniBand ana bilgisayar veri yolu kanalına sahip olmak. TCP / IP-Ethernet gibi yaygın teknolojilere kıyasla InfiniBand'in en büyük avantajı , protokol yığınını ağ donanımına dış kaynak kullanarak gecikme süresinin en aza indirilmesidir .

InfiniBand kabloları ve özel anahtarlarla farklı bilgi işlem düğümleri bağlanır ; sözde HCA'lar ( Ana Bilgisayar Kanalı Adaptörleri ) ağ kartları olarak kullanılır. Aşağıdakiler dahil farklı bağlantı modları mevcuttur: RDMA Yazma / RDMA Okuma ve basit gönderme / alma işlemleri.

Soketlerde olduğu gibi, işletim sistemi ve kullanıcı bağlamı arasında zaman alıcı değişikliklerden kaçınmak için, örneğin , kullanım için amaçlanan bellek alanları ilk olarak karta kaydedilir. Bu, kartın sanal adresleri fiziksel adreslerin kendisine çevirmesini sağlar. Veri gönderme ayırma ( "ile gösterilen zaman eşleştirme çeşitli kontrol bölgesinin") kayıt belleğine HCAs arasında süreci (zili mekanizması), verici işlemi işletim sistemi çekirdek geçmekte olmadan gerçekleştirilebilir - HCA ana veri getirir DMA Kontrolörlerinin kontrolü ile hafıza . HCA'da bulunan (güvenilir veya güvenilir olmayan) verilerin gönderilmesi, kartın protokol yığını tarafından devralınır. Bu amaçla kart, bir hafıza alanı kaydedilirken kullanıcı tarafından döndürülen endeksler ile erişilen bir çeviri tablosunu yönetir.

Gecikmeyi daha da azaltmak için InfiniBand, işletim sistemini veya diğer taraftaki işlemi dahil etmeden verileri başka bir düğümün ana belleğine aktaran veya buradan okuyan iki bağlantı modu sağlar. Bu iki işlem RDMA Yazma / RDMA Okuma ( Uzak DMA ) olarak bilinir . Ek olarak, InfiniBand, kilitleme mekanizmalarını uygulamak için iki mod sağlar: Atomik Karşılaştırma ve Değiştirme ve Atomik Getirme ve Ekleme. Bunlar, örneğin semaforları uygulamak için kullanılabilir ; başka şeylerin yanı sıra bulacaksınız. Uygulama içinde dağıtılmış veri tabanları .

Edebiyat

  • Frank Kyne, Hua Bin Chu, George Handera, Marek Liedel, Masaya Nakagawa, Iain Neville, Christian Zass, IBM Redbooks: IBM System z üzerinde InfiniBand Birleştirme Bağlantılarının Uygulanması ve Yönetilmesi. Dördüncü Baskı, IBM Redbooks Sürümü, 2014.
  • Hans Zima (Ed.): Yüksek Performanslı Hesaplama. Cilt 4, Springer Verlag, Berlin / Heidelberg 2002, ISBN 3-540-43674-X .
  • Patrick Crowley, Mark A. Franklin (Ed.): Ağ İşlemci Tasarımı. Sorunlar ve Uygulamalar, Cilt 2, Morgan Kaufmann Publishers, San Francisco 2004, ISBN 0-12-198157-6 .
  • Luc Bougé: Yüksek Performanslı Hesaplama - HiPC 2004. Cilt 11, Springer Verlag, Berlin / Heidelberg 2004, ISBN 3-540-24129-9 .

İnternet linkleri

Commons : InfiniBand  - resimler, videolar ve ses dosyaları koleksiyonu