Architektura Intel® Omni-Path

format_opa

Intel® Omni-Path Architecture (Intel® OPA) to kompleksowa sieć szkieletowa, która obniża koszty i poprawia wydajność zastosowań systemów obliczeniowych dużej skali HPC jak i klastrów podstawowych. Intel® OPA jest częścią systemów obliczeniowych dużej skali Intela (Intel® Scalable System Framework).

Tradycyjne systemy obliczeniowe dużej skali (HPC) zbliżają się do górnej granicy wydajności. Eksplozja ilości danych i coraz bardziej złożone zastosowania pokazują wyraźnie, że systemom HPC potrzebują nowych rozwiązań. Rozwiązań, które zapewnia Intel® Omni-Path. Technologia ta, jest przystosowana do obsługi zarówno małych klastrów, jak i największych na świecie superkomputerów. Zapewnia skalowalność i zrównoważenie zasobów w aplikacjach obliczeniowych i przetwarzających duże ilości danych, jak również w takich zastosowaniach jak uczenie maszynowe i wirtualizacja. Jej konstrukcja zbliża wszystkie komponenty do procesora, co zwiększa przepustowość, zmniejsza opóźnienia i poprawia wskaźnik czasu przetwarzania do czasu oczekiwania.

Linia produktów Intel® OPA 100 Series jest kompletnym rozwiązaniem – karty, procesory, przełączniki, kable i oprogramowanie do zarządzania. Wszystkie podzespoły są zgodne ze standardem PCIe.

rys_hpc2

Technologia Intel® Omni-Path Architecture zapewnia skalowalność i oszczędności, które będą rosnąć z każdą kolejną generacją platform Intel.
Wraz z wkraczaniem w erę uczenia maszynowego, klienci, na czele z klientami HPC, będą potrzebowali zaawansowanej architektury, takiej jak Intel® Omni-Path, żeby możliwe było obsługiwanie ogromnych ilości danych. Intel® OPA obsługuje prędkości liniowe do 100 Gb/s oraz dwukierunkową przepustowość do 25 GBps/per port.

Przy tym Intel® OPA to nie tylko szybsza architektura. To także fundamentalna zmiana sposobu przesyłania danych przez system, mająca na celu minimalizowanie wąskich gardeł związanych z IO oraz zwiększenie ogólnej wydajności systemu. Choć większość klientów nie ma dziś jeszcze takich potrzeb, to Intel® OPA może skalować nawet ponad 10 tys. węzłów, co w przyszłości otworzy drogę do superkomputerowych procesorów działających w exaskali. W przyszłości, Intel® OPA dostarczy dodatkowe, przełomowe technologie, które zmienią przepływ danych w klastrze. W tym integrację kontrolera z procesorem. Przyszłe procesory Intel® Xeon® oraz akceleratory Phi będą obsługiwać tę integrację, co będzie stanowiło kolejną rewolucję w zakresie projektowania rozwiązań, kosztów i możliwości.

Najważniejsze cechy sieci szkieletowej Intel® Omni-Path

  • Routing Adaptacyjny
  • Dispersive Routing
  • Traffic Flow Optimization
  • Packet Integrity Protection
  • Dynamic Lane Scaling

Intel® Omni-Path Host Fabric Interface (HFI)

Intel® Omni-Path Host Fabric Interface (Intel® OP HFI) –specjalnie zaprojektowany dla zaawansowanej, bezpołączeniowej architektury dostarczającej skalowalnej wydajności dla dużych ilości węzłów obliczeniowych i rdzeni. Stanowi idealny wybór dla najbardziej wymagających środowisk aplikacyjnych. Intel® OP HFI zapewnia pasmo do 100 Gbps/port co oznacza, że każdy Intel® OP HFI może dostarczyć do 25 GBps/port. Chipset zastosowany Intel® OP HFI będzie również zastosowany w procesorach seri Intel® Xeon® oraz produktach innych producentów.

Kluczowe cechy

Każdy HFI wspiera:

  • Wielordzeniowe skalowanie – wspiera ponad 160 kontekstów
  • 16 Send DMA engines (wykorzystanie M2IO)
  • Efektywność – obsługa dużych MTU (4 KB, 8 KB i 10 KB) dla zmniejszenia kosztów ogólnych. Ulepszone „packet-level interfaces” w celu poprawy wykorzystania zasobów procesora.
  • Silnik DMA odbiera powiadomienia przychodzące
  • Każdemu HFI można przypisać ~okno 128GB przy 64 bajtach poziomu szczegółowości
  • Ponad 8 wirtualnych ścieżek dla zróżnicowanej QoS
  • ASIC zaprojektowany tak, aby umożliwiał skalowanie ponad 160M wiadomości/ sekundę i 300M dwukierunkowych wiadomości/sekundę
Intel® OPA Host Fabric Interface Adapter 100 Series 1 Port PCIe x16 Low Profile 100HFA016LS Intel® OPA Host Fabric Interface Adapter 100 Series 1 Port PCIe x8 Low Profile 100HFA018LS
Adapter Type Low Profile PCIe Card
PCIe x16
Low Profile PCIe Card
 PCIe x8
Ports Single Single
Connector QSFP28 QSFP28
Link Speed 100Gb/s ~58Gb/s on 100Gb/s Link
Power (Typ./Max)
 – Copper
 – Optical up to 3 Watts (Class 4)
7.4/11.7W (Copper)
10.6/14.9W (Optical)
6.3/8.3W (Copper)
9.5/11.5W (Optical)
Thermal/Temp. Passive (55° C @ 200 LFM) Passive (55° C @ 200 LFM)

Przełączniki Intel® Omni-Path

24-48 portowe przełączniki brzegowe.

Następna generacja wysoko wydajnych sieci HPC używa architektury Intel® Omni-Path do stworzenia zaawansowanych sieci szkieletowych dla najbardziej wymagających aplikacji. Intel® Omni-Path Edge Switch to dwa modele wspierające 100 Gb/s na wszystkich portach – 24 portowy switch dla mniejszych klastrów i switch 48-portowy. Większy switch oprócz budowy 48 prtowej fabryki 1U może być połączony z innymi switchami brzegowymi w celu zbudowania większej wielowarstwowej sieci. Te przełączniki Intel® Omni-Path Edge Switch są częścią serii Intel® Omni-Path Fabric 100 switchy, host-adapterów i oprogramowania dostarczającego wyjątkowy zestaw wysoko wydajnych funkcji sieciowych.

Kluczowe cechy

  • 24 or 48 ports, standard QSFP28 connectors
    -Passive copper cable support
    -Active cable support
  • 100Gb/s Line Rate
  • 100-110ns Switch Latency
  • Scalable, predictable low latency under load
  • Multiple Virtual Lanes (VLs) per physical port
  • Supports virtual fabric partitioning
  • Configuration – Fixed (no externally pluggable FRUs)
  • AC Entry – Front of box, 110/220 VAC
  • Power Supplies – 1 or 2 (1+1 redundant option)
  • Cooling – N+1 Fans
  • Thermal Failsafe Shutdown
  • Serial Number/GUID pull tab label
  • Multiple Status Indicators
    -Port
    -Chassis
    -Management
    -Ethernet
    -Power
    -Airflow Direction
  •  Management board (optional)
    -Ethernet (10/100/1000 Base-T) and USB (Serial – Command Line)
    -Supports: Out-of-Band chassis management, Subnet Manager, Performance Manager
  • External Fabric Manager Enabled Switch (Security Feature)
    -Driven by customer settable toggle switch, drives LED & Switch ASIC
    -Controls access to fabric management capabilities

100 Series 48 Port 100 Series 24 Port
Ports 48 24
Rack Space Required 1U (1.75”) 1U (1.75”)
Capacity 9.6Tb/s 4.8Tb/s
Port Speed 100Gb/s ~58Gb/s on 100Gb/s Link
Switch Latency 100-110ns 100-110ns
Interface QSFP28 QSFP28
Chassis Mgmt. Yes Yes
Embedded Management Optional Optional
Power Supply min/max 1/2 1/2
Power (Typ./Max)
Input 100-240 VAC 50-60 Hz
Optical Power w/Class 4 Optical 3 Watts max
189/238 W (Copper)
356/408 W (All Optical)
146/179 W (Copper)
231/264 W (All Optical)
Fans N+1 (Speed Control) N+1 (Speed Control)
Airflow (Customer Changeable) Forward/Reverse Forward/Reverse

Grupa przełączników Intel® Omni-Path Director Class 100

32-768 Port Director Class Switches

Pzrełącznik Intel® Omni-Path Director Class Switch (Intel® OP Director Class Switch), został wyprodukowany na nowej generacji układzie Intela 48-radix i posiada wiele innowacyjnych funkcji, które zapewniają optymalną wydajność zarówno dla małych jak i dużych klastrów. Obydwa modele przełączników zapewniają wysoką gęstość i obsługują do 768 portów 100 Gb/s o niskiej latencji w zakresie upakowania w szafie rakowej od 7 do 20U. Przełącznik ma architekturę modułową i występuje w instalacjach obok przełączników brzegowych, adapterów hostów i oprogramowania. Rodzina produktów Intel® Omni-Path Director Class Switch umożliwia klientom proste dostosowanie ich konfiguracji systemu, aby sprostać obecnym i przyszłym potrzebom z zastosowaniem technologii 100 Gb/s.

Kluczowe cechy

  • skalowalność w modułach 32 portowych ( każdy port obsługuje 100Gb/s)
  • dwa modele obudów do wyboru: 20U – 24 sloty, 7U – 6 slotów
  • Skalowalność do 153,6 terabitów na sekundę przepustowości łącznej
  • Opóźnienie 300 -330 ns (czas między wysłaniem żądania a otrzymaniem odpowiedzi)
  • Wiele wirtualnych ścieżek(VLS)na fizyczny port
  • MTU ( Maximum Transport Utility)  wsparcie pakietów 4kB oraz 8kB i 10kB (8kB dla zastosowań aplikacji wymagających dużej przepustowości)
  • Obsługa partycji wirtualnych
  • Zarządzanie z poziomu obudowy
  • Wsparcie dla wbudowanego menedżera podsieci
  • Redundantne wentylatory
  • Redundantne zasilacze (AC lub DC do wyboru)
  • Redundantne moduły zarządzania (opcjonalnie)
  • Wspólne Hot-swap wymienialne jednostki (FRU)

– Moduł dwuskrzydłowe
– Podwójny moduł Spine
– Moduł zarządzający
– Wentylatory
– Zasilacze PSU

  • Całe okablowanie usytuowane na tył systemu obsługujące zarówno miedź jak i optykę
  • Zgodność z normą RoHS

100 Series 24 Slot 100 Series 6 Slot
Maximum Ports (100Gb/s) 768 192
Total System Bi-directional Bandwidth 19,2 TB/s
4,8 TB/s
Port Speed 100 Gb/s
100 Gb/s
Interface QSFP28 QSFP28
Height 20U +1U Mounting Table 7U
Management Modules (std./max.) 1/2 1/2
Leaf Modules (32-port) Up to 24
Up to 6
Spines Up to 8
Up to 3
Power Supplies (min / DC /AC) 16 / 7 / 12
2 / 3 / 4
Power (Typ./Max)
Input 180-260 VAC 50-60 Hz
Optical Power w/Class 4 Optical 3 Watts max
6.8/8.9 KW (Copper)
9.4/11.6 KW (All Optical)
1.8/2.3 KW (Copper)
2.4/3 KW (All Optical)

Komponenty oprogramowania

Intel® Omni-Path Architecture (Intel® OPA) oprogramowanie hosta i Intel® Fabric Suite to komponenty softwarowe dla Intel OPA. Intel będzie dostarczał otwarte kody dla utrzymania wszystkich komponentów takich jak sterowniki, PSM, providerzy Libfabric, zarządzania siecią, narzędzia FastFabric, HFI diags, FM GUI, rozszerzenia OFA, wtyczki, uaktualnienia, etc. Dodatkowo niektóre elementy będą dostarczany jako część systemów operacyjnych.

Oprogramowanie Intel OPA Host

Intel OPA używa aktualnego oprogramowania zgodnego z OpenFabrics Alliance* i nie wymaga jakichkolwiek zmian kodu. Intel OPA jest również oprogramowaniem otwartym (open source) aby umożliwić współpracę z ekosystemem aplikacji.

Intel® Omni-Path Fabric Suite

Intel® Omni-Path Fabric (Intel® OP Fabric) zapewnia pełną kontrolę nad funkcjami administracyjnymi przy użyciu sprawdzonego subnet menadżera. Z zaawansowanymi algorytmami routingu, narzędziami diagnostycznymi, Intel OP Fabric menadżer zapewnia zarządzania siecią I innymi komponentami.

Intel® Omni-Path Fabric Manager GUI

Interfejs graficzny to intuicyjny, skalowalny dashboard z narzędziami analitycznymi dla monitorowania statusu i konfiguracji sieci. GUI pracuje na  systemach Linux* lub Windows* poprzez protokół TCP/IP.

omni-path-fabric-software-screen-shot-rwd

Top