hpc博文——高效能計算(hpc)以及隨後而至的大型企業計算的下乙個大戰場中心是高效能互連(hpi)。hpi是將系統連線在一起、並令節點之間高速通訊的機制。
hpi市場是乙個非常高階的網路裝置市場，其主要特點是超高頻寬和低延遲。
最近對hpc和大型企業資料中心做了一次調研。我發現，與2023年比，超過45%的受訪者計畫在2023年花更多錢在系統互連和i/o上。另外40%計畫花費與2023年相同的金額。從這些結果上看，對他們來說，hpi很明顯是乙個重要的話題，也應該是這樣。
我們在過去幾年裡看到的hpc方面的重大效能改進都直接拜hpi所賜。在過去四年裡，互連速度以每年30%的速度增長，這種速度與穆爾定律所**的41%年增長率也是不可小視的。
hpi：業內現狀
hpi目前有三種基本技術：專有技術、infiniband和乙太網。專有互連技術通常用於mpp系統，整個系統裡由
一、兩個大規模應用占用。專有互連令客戶可以更容易地優化自己的網路應用程式，這種技術在節點是諸如傳統的全胖樹拓撲結構時要便宜得多。
想使用這些專有互連的話，你只須從提供這種技術的**商購買系統，例如cray和sgi都是是主要玩家，還有如bull的其他商家也提供自己的hpi裝置。
一般來說，其他如infiniband和乙太網的互連主要用於用於集群系統，同一系統裡同時幾個或許多hpc工作負載執行。
從500強排行榜看hpi整體市場，乙太網互連選擇略有優勢，地球上44%的電腦使用乙太網。乙太網是乙個頗有吸引力的技術，因為它無處不在，在有些情況下也不太昂貴。
儘管乙太網的等效頻寬與infiniband一樣(100gb/秒)，但乙太網在延遲方面的效能不給力。infiniband和專有互連的延遲在高納秒級上，乙太網則仍處於低微秒級的延遲範圍，這對於高效能工作負載來說是乙個嚴重的缺點。
就效能而言，infiniband勝其他技術一籌，在100gb/秒的頻寬上，其延遲小於90納秒，每秒可傳1.5億條訊息。infiniband路線圖也很強大，200gb/秒的infiniband計畫於2023年發布，幾年後速度將達400gb/秒。
500強排行榜裡40%的系統使用infiniband，主要集中在排行榜的前半部分。事實上，地球上最快的機器由中國國家並行計算機工程和技術研究中心(nrcpc)研製的太湖之光用的就是mellanox infiniband hca卡系統和交換晶元。
infiniband技術的主要優點之一是其「離線負載」技術。就是說，hca卡和交換機管理和執行所有的網路操作，包括所有協議功能、資料報的設定、傳送、接收等等，因而減輕了cpu處理這些瑣事的負擔而只需執行應用程式。
英特爾來也
這樣做可能會加重處理器的負擔，特別是在應用程式「發動起來」階段，這時所有的節點都會向主節點報告他們的結果。訊息的大小可能也是乙個問題，因為較長的訊息需要更多的時間打包和傳送。很多hpc應用程式發出的訊息大小不一，這可能導致出現負載結構不平衡。
我們現在對opa的效能了解不多，因為只有少數客戶手裡有這種技術。根據英特爾所說的，他們的opa速度為100gb/秒，延遲接近納秒級，而且可以處理每秒8900萬條訊息。
交鋒英特爾在與mellanox和專有互連人士交鋒時必會盡全力出擊，務求在市場hpi部分的控制權上分個高低。英特爾的意圖是要超越自己，不能只是賣晶元甚至系統，而是要銷售整個機箱，整個塞滿了包括cpu、主機板、加速器和用hpi連在一起的英特爾裝置在內的機箱。
這樣一來英特爾即可將mellanox一類的公司擠出hpi市場，而將諸如cray、sgi、聯想和其他公司轉化成英特爾經銷商，甚至在機架層次這樣做。而且，這也可以減少這些公司推出具自己特色產品的能力，進而顯著地削弱他們的利潤率。
mellanox公司憑效能和路線圖在競爭中佔了上風，但他們要保持領先地位仍須加速發展。專有技術那幫人也必須做同樣的事，以證明他們更昂貴的系統是值得的。
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