Að gera byltingar í evrópskri eðlisfræði & lífvísindum mögulegar með Cornelis og Hammer HPC lausnum

Samfélög eðlisfræði og lífvísinda í Evrópu eru að færast inn í nýja tímum öfgastærðartölvunar: exascale-kerfi, gervigreind með trilljón breytum, gagnafrek tæki og verkflæði sem blanda saman hermun, greiningu og gervigreind í sama verkefni. Hér er sannleikurinn sem flestir viðurkenna aðeins eftir fyrsta grimmilega stærðarprófið: netið er flöskuhálsinn, ekki GPU-in, ekki geymslan, ekki einu sinni CPU-in.

Þar passar saman hönnun og afhending Cornelis CN5000 Omni-Path® og Hammer’s HPC lausnarinnar: netkerfi hannað til að haldast fyrirsjáanlegt undir miklu álagi, ásamt nálgun sem hjálpar evrópskum fyrirtækjum að hanna, staðfesta, dreifa og styðja arkitektúrinn sem passar við forrit þeirra.

Hvað hefur breyst í evrópskum rannsóknarreikningi og hvers vegna netvefurinn skiptir meira máli en nokkru sinni fyrr

Eðlisfræði og lífvísindi standa bæði frammi fyrir svipuðum þrýstipunktum:

• Stórfelld MPI-samansöfnun (allreduce/alltoall), viðkvæm fyrir biðtíma í enda
• Mörg lítil skilaboð þar sem skilaboðahlutfall skiptir jafn miklu máli og bandbreidd
• Incast og skyndileg umferð (algeng í AI-þjálfun, endurgerð og greiningarstokkunum)
• Samstillingarþungar hermanir þar sem sveiflur verða að sóaðri reiknitíma

Þegar netið þrengist eða veldur langvarandi töfum, sérðu nýtingu hrynja - dýr hröðunartæki sitja auð, bíða eftir næsta lotu eða sameiginlegu verkefni.

CN5000 í einföldu máli: hvað það er og hvað það er hannað til að laga

Cornelis CN5000 Omni-Path er skalanlegt netkerfi sem miðar að AI- og HPC-umhverfi þar sem þörf er á mikilli afköstum og stöðugum árangri, jafnvel þegar kerfið er upptekið.

Nokkur hagnýt atriði sem skipta máli fyrir HPC teymi:

• 400G rof á hvern tengi (CN5000 rofar eru almennt nefndir 48-tengja 400G-flokkur, sem skila mjög mikilli heildarafköstum á hvern rof)
• Mjög mikil pakkavinnslugeta (mikilvæg fyrir HPC-umferð með lítil skilaboð)
• Hönnunaráhersla á að forðast frammistöðukletta með tapalausri hegðun, stjórnun á þrengslum í netvef, fjölleiðarouting og öflugu flæðistýringu

Kjarnahugmyndin: halda samskiptum fyrirsjáanlegum þegar klasinn er fullur af raunverulegum verkum, ekki bara þegar keyrðar eru hugsjónakenndar prófanir á rólegu neti.

Þar sem Hammer passar við að breyta getu CN5000 í raunhæfa evrópska lausn

CN5000 er netvefstæknin. Gildi Hammer er að láta það virka í raunheimum - að jafna frammistöðumarkmið við innkaupaskorður, tímalínur, staðarstaðla og rekstrarviðbúnað.

Í reynd þýðir það venjulega:

• Þýða þarfir forrita (MPI, AI-þjálfun, leiðslugreiningu) yfir í sveigjanlega vefjargerð
• -Staðfesta frammistöðu með réttum prófum (ekki bara sjálfgefnum viðmiðum söluaðila
• Afhenda samþætta lausn:
  • Rofar
  • Kaplar
  • Tengigeta hýsil
  • Uppsetning
  • Útbreiðslustuðningur
• Að hjálpa teymum að koma í framkvæmd:
  • Vöktun
  • Breytingastýring
  • Varahlutastefna
  • Stuðningsmynstur fyrir annan dag

Samanburðartafla: CN5000 vs algengar HPC/AI tengingaraðferðir

“Besti” tengimöguleikinn fer eftir vinnuálagi, stærð og rekstraróskum. Taflan hér að neðan er hagnýtur samanburður á arkitektúrstigi sem þú getur notað í umræðum um hönnun á frumstigi.

Ef þú vilt einfalda þumalputtareglu: HPC og vísindaleg gervigreind þurfa ekki bara hraðtengla; þau þurfa vef sem heldur sér við skynsemi þegar allir eru að samskipta samtímis.

Hagnýt teikning: að dreifa CN5000 fyrir evrópska eðlisfræði og lífvísindi

1) Byrjaðu á samskiptasniðinu (ekki fjölda tengja)

Spyrðu spurninga eins og:

• Erum við sameiginlega ráðandi (allreduce/alltoall)?
• Erum við bundin af skilaboðahraða (mörg lítil skilaboð)?
• Sjáum við frammistöðuhalla þegar kerfið er upptekið?
• Eru GPU-bílar að bíða eftir samstillingu?

Þetta ræður því hvort þú ættir að hámarka bandbreidd, leynd, halahegðun eða jafnvægisaðferð.

2) Hönnun fyrir stigvaxandi stig, ekki eitt augnablik

Mörg evrópsk fyrirtæki stækka í áföngum:

• Sönnun á gildi í pod- eða rekka-stærð
• Fjölrekka framleiðsla
• Fjölþyrping eða sambandsvöxtur

CN5000 vefjakerfishönnun ætti að endurspegla það frá fyrsta degi, þar með talið netgerð, kapalstefnu, vaxtartengi og rekstrarmörk.

3) Staðfestu með raunvísindum Ekki stoppa við örviðmið. Hafðu með:

• MPI-samantektir í fyrirhuguðum mælikvarða
• Öpp og dæmigerð kjarnakerfi
• AI þjálfunarsamskiptapróf (skref með mikilli sameiginlegri vinnslu)
• Álagspróf með blönduðum notendum ef þú rekur sameiginlega innviði

Markmiðið er að koma auga á “hljóðlátan rannsóknarstofusigur” á móti “framleiðsluveruleikasigri” snemma, meðan breytingar eru enn ódýrar.4) Fara snemma í rekstur (því dagur tvö er þar sem verkefni ná árangri eða mistakast)

Skipuleggðu fyrir:

• Fjarmælingar og mælaborð (biðtími, þrengslismerki, tengilvillur, heitir reitir)
• Breytingastjórnun (fastbúnaður, stillingarek, stýrð uppfærsla)
• Varahlutir og viðnámsþolsáætlanir

Þetta er þar sem afhendingar- og stuðningsnálgun Hammer getur brúað bilið milli hraðvirkrar vefjabyggingar og viðráðanlegrar þjónustu.

Tilvísunararkitektúrmynstur fyrir evrópsk rannsóknarstofur og rannsóknastofnanir

Hér eru þrjú algeng mynstur sem virka vel þegar byggt er í kringum CN5000 fyrir eðlisfræði- og lífvísindaumhverfi

Mynstur A: “Vísindapod” fyrir hraða upptöku

• 1–2 grindur af tölvuafli (CPU eða GPU)
• Sérstök CN5000 laufrofi
• Skýr mörk fyrir inn- og útgöngu til geymslu og víðara háskólanets
• Tilvalið til að sanna raunverulegan vinnuálagsávinning og þjálfa rekstrarteymi

Mynstur B: Blandað AI + HPC framleiðsluþyrping

• Aðskildar rökfræðilegar skiptingar eða biðraðir fyrir:
  • AI þjálfun
  • Hermun
  • Gagnastraumar
• Sveigjanlegt netkerfi hannað til að forðast áhrif hávaðasamra nágranna við hámarksþjálfunarkeyrslur
• Áhersla á fyrirsjáanlegar samantektir og stöðugan verkefnalokunartíma

Mynstur C: Vöxtur með mörgum klasum með sameiginlegri þjónustu

• Margir CN5000-studdir klasar (t.d. myndgreining í lífvísindum, eðlisfræðihermun)
• Sameiginleg þjónusta:
  • Auðkenning
  • Skipulagsstefna
  • Vöktun
  • Geymsla
• Netkerfisstefna leggur áherslu á endurtekningarhæfni: “Við getum dreift þessu aftur með öryggi.”

Það er engin ein “rétt” hönnun-- heldur er það að þú getur samræmt uppbyggingu og rekstrarlíkan við það hvernig stofnunin þín raunverulega starfar.

Gagnastjórnun, öryggi og samstarf um alla Evrópu

Eðlisfræði og lífvísindi sitja oft á gagnstæðum endum gagnastjórnunarrófsins – frá tiltölulega opnum tilraunagögnum í sumum eðlisfræðisviðum, til mjög viðkvæmra persónugagna í hlutum lífvísinda. Nútíma hönnun HPC-netkerfa verður að viðurkenna þann veruleika.

Þegar CN5000-undirstaða innviði er dreift í evrópsku umhverfi er nauðsynlegt að byggja inn

• Skipting eftir hönnun (verkefni, leigjendur, stjórnað gagnasöfn)
• Endurskoðanleg breytingastýring (hver breytti hverju, hvenær og hvers vegna)
• Skýr mörk að geymslu og ytra neti (lágmarka óvæntar gagnaleiðir)
• Samstarfsviðbúnaður (stuðningur við samtengd aðgangslíkön, þar sem við á)

Ekkert af þessu er glæsilegt, en það er oft munurinn á “hröðum klasa” og “vettvangi sem stofnunin getur treyst næstu fimm árin”.

Algeng notkunartilvik þar sem CN5000 + Hammer afhending getur skipt sköpum

AI þjálfun fyrir vísindalíkön

• Samansöfnun, samstillingarpunktar og sprengimynstur ráða ríkjum
• Fyrirsjáanleiki undir álagi er það sem bætir tíma til niðurstaðna

Stórfelld uppgerð með samstillingarpunktum

• Hala-seinkun og sveiflur geta haft alvarleg áhrif á þétt tengda eðlisfræðihermun
• Skilaboðahlutfall og stöðug hegðun skipta máli

Myndgreiningar-, endurbyggingar- og fjöl-omics vinnuflæði

• Verkflæði blanda saman bandbreiddarþungum stigum og samskiptaþungum stokkunum
• Keyrt oft samhliða yfir mörg teymi

Algengar spurningar: Hvernig CN5000 Omni-Path hjálpar í raunverulegum HPC + AI klasum

Hvernig bætir Cornelis CN5000 Omni-Path HPC og AI afköst í raunverulegum klösum?

Í framleiðsluklasum er afköst oft ekki takmarkandi þátturinn, heldur þrengsli og langur hali á biðtíma. CN5000 er hannaður til að halda samskiptum fyrirsjáanlegum undir álagi, svo verk keyra ekki á “afkastamúr” þegar margir leigjendur eða margar raðir eiga samskipti í einu.

Í reynd kemur það frá Omni-Path hönnun sem leggur áherslu á:

• Tapfrjáls hegðun með lánstraustsflæðisstýringu (svo þú lendir ekki í tap/endursendingarspírölum undir álagi).
• Nákvæm aðlögunarleið / fjölleið til að stýra framhjá skammvinnum heitum reitum.
• Virk þrengslisstjórnun (oft lýst sem rofi-upplýst hraðastýringu/hægingu) til að draga úr hala-áhrifum.

Nettóáhrifin: færri stöðvanir í sameiginlegum aðgerðum og samstillingarfösum, og betri nýting hröðunartækja þegar netið er upptekið.

Hvers konar vinnuálag nýtur mest góðs af CN5000 í eðlisfræði og lífvísindum?

CN5000 skín hvað mest þegar jitter og hala-seinkun ráða úrslitum, sérstaklega:

• Þétt MPI sameiginlegar aðgerðir (t.d. allreduce/alltoall) í stórum stíl
• Forrit með miklum skilaboðatíðni með mörgum litlum skilaboðum
• Samstillingarþungar hermanir þar sem fáar hægar raðir draga tímaskrefið
• Sprengju- eða incast-þung umferð sést í fjölhnúta AI-þjálfun, endurbyggingarpíplínum og greiningu með miklum blöndunum

Ef prófílun þín sýnir aukinn tíma í sameiginlegum aðgerðum, hindrunum eða halo-skiptum þegar þú skalar út, er þetta tegund vandamáls sem CN5000 er hannað til að leysa.

Hvers vegna verður netið flöskuhálsinn áður en GPU eða geymsla verða það í stórum stíl?

Þegar klasar stækka, er meiri tími varið í samhæfingu (hallatölur, samdrættir, skipti, hindranir. Þegar þrengsli eða langhala tafir koma fram, enda hraðskreiðustu hnútarnir og GPU-in á endanum að bíða eftir hægustu samskiptaviðburðunum. Nýting getur hrunið jafnvel þótt “hámarksbandbreidd” líti vel út á pappírnum.

Hvað þýðir “tapfrjálst” í reynd Í reynd snýst “tapfrjálst” um að forðast pakkatap og endursendingar sem magna þrengsli og skapa leyndartoppa. Þessir toppar birtast sem hæg sameining og ófyrirsjáanlegur verklokunartími.

CN5000 er staðsett í kringum taplaust, þrengslalaust flutning með lánsfjárstýrðu flæðistýringu og aðlögunarleið til að viðhalda stöðugleika við blandað álag.

Hvernig er CN5000 frábrugðið InfiniBand eða afkastamiklu Ethernet (RoCE)?

Á háu stigi:

• CN5000 (Omni-Path): Staðsett sem enda-til-enda skalanlegt net sem er stillt fyrir fyrirsjáanlega frammistöðu undir álagi, með tapfrjálsri hegðun, aðlögunarleiðingu og þrengslastjórnun sem fyrsta flokks hönnunarmarkmið.
• InfiniBand: víða notað í afreks-HPC með djúpu vistkerfi og þroskaðri rekstrarvenjum (framúrskarandi afköst, breiður stuðningur framleiðenda).
• RoCE / hraðvirkt Ethernet: Rekstrarlega þekkt og fær um sterka frammistöðu en krefst venjulega aga í kringum PFC/ECN-hönnun, biðminni, QoS og stjórnun á hávaðasömum nágrönnum til að forðast óvænta langhala-seinkun í stórum stíl.

Einnig vert að segja það skýrt: “fullur ávinningur” af CN5000 er venjulega lýst sem því að koma frá enda-til-enda Omni-Path lausn (rofar + NIC) frekar en að blanda saman í gagnagötunni.

Hvað skilar Hammer raunverulega í CN5000-byggðu HPC-verkefni?

Hammer breytir tengivefnum í eitthvað sem þú getur rekið daglega, sem nær venjulega yfir:

• Kröfur → hönnun netkerfis: (staðfræði, markmið um ofáskrift, vaxtaráætlun, snúruáætlun)
• Staðfesting: prófáætlanir sem endurspegla raunverulegt vinnuálag (ekki bara hljóðlausar rannsóknarstofuörprófanir)
• Bygging og uppsetning: rofar, ljósleiðarar/snúrur, tenging hýsils, stillingarsniðmát, stuðningur við yfirfærslu
• Rekstur: væntingar um eftirlit/telemetry, breytingastýring, varahlutastefna og stuðningshandbækur

Hvernig ættum við að staðfesta CN5000 vefjakerfi áður en við skuldbindum okkur til fullrar uppsetningar?

Hagnýt staðfesting fyrir uppsetningu felur venjulega í sér:

• MPI sameiginleg próf í fyrirhugaðri stærð (ekki bara einn rekki)
• Öpp í smáum stíl / dæmigerð kjarnakerne frá raunverulegum notendahópi þínum
• Gervigreindarsamskiptaprófanir sem þrýsta á sameiginlega þung skref (og skörunarmynstur)
• Blönduð leigjenda-álagspróf til að koma í ljós nágrannaáhrif og langhalahegðun

Markmiðið: að grípa tilvik þar sem “kyrrlát rannsóknarstofuvinningar” þýðast ekki yfir í framleiðslu—meðan staðfræði- og stefnubreytingar eru enn ódýrar.

Hvernig hönnum við CN5000-net fyrir áfangaþróun yfir evrópskar rannsóknarstöðvar?

Mörg forrit stækka í áföngum (pod → multi-rack → multi-cluster/federation). Algengar hönnunarhreyfingar sem halda vexti sársaukalausum:

• Veldu netkerfisgerð með skýra stækkunarleið (gáttir fráteknar fyrir vöxt, fyrirsjáanlegar kapaltengingar)
• Skilgreindu rekstrarmörk snemma (leigjendur/skiptingar/bíðraðir, QoS væntingar)
• Skipuleggðu hvernig þú munt takast á við breytingastýringu og “sprungið svæði” þegar þú bætir við rekka eða stöðum

Þannig kynnir stækkun ekki fyrir slysni nýja heita reiti eða hávaða-nágrannahegðun

Hvernig geta CN5000 uppsetningar stutt gagnastjórnun og öryggi víðs vegar um Evrópu?

Í stjórnuðu lífvísindaumhverfi er netið hluti af stjórnsléttunni fyrir stjórnarhætti. Dæmigerð mynstur eru:

• Skipting eftir verkefni/leigjanda (svo stjórnað gagnasöfn deili ekki óvæntum slóðum)
• Endurskoðanleg stilling + breytingastýring í samræmi við öryggislíkan þitt
• Skýr mörk að geymslu og ytra neti til að forðast óviljandi gagnaútflutningsleiðir
• Þar sem samstarf er nauðsynlegt, vísvitandi sambandsaðferðir frekar en tilviljunarkennd tenging

Lykilatriði fyrir evrópska rannsóknarleiðtoga

• Netið er í auknum mæli ráðandi þáttur fyrir raunveruleg afköst í eðlisfræði og lífvísindum, sérstaklega með blönduðum AI + HPC verkefnum.
• Cornelis CN5000 miðar að fyrirsjáanlegum afköstum í stórum stíl, þar sem þrengslishegðun og hala-seinkun ráða oft ferðinni um hvenær verkefni lýkur.
• Hammer hjálpar til við að þýða þá getu yfir í virka evrópska lausn:
  • Hannað
  • Staðfest
  • Uppsett

Rekjanlegt sem þjónusta – ekki bara safn af afkastamiklum íhlutum. Hafðu samband við sérfræðinga okkar í dag til að ræða Cornelis Networks Solutions

Viltu vita meira?