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Conmutadores InfiniBand y Ethernet NVIDIA Mellanox
Tabla de contenido
Conmutadores InfiniBand y Ethernet NVIDIA Mellanox — EDR, HDR y NDR#
Los conmutadores InfiniBand NVIDIA Mellanox constituyen la columna vertebral de los clústeres modernos de entrenamiento de IA y de los entornos de computación de alto rendimiento (HPC). Con una elevada densidad de puertos, una latencia mínima de conmutación y una gestión avanzada de la congestión, estos equipos facilitan el escalado de sistemas multinodo de forma eficiente.
Catálogo de conmutadores#
A continuación se detalla la lista de conmutadores de montaje en bastidor de 1U, tanto gestionables como no gestionables, disponibles en nuestro inventario.
| Referencia | Generación del chipset | Gestionable | Configuración de puertos | Velocidad del puerto | Factor de forma | Flujo de aire | Fuente de alimentación |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| MSB7800-ES2F | Switch-IB 2 (EDR) | Sí (x86) | 36x QSFP28 | 100 Gb/s | 1U estándar | Puerto a alimentación (P2C) | Fuente CA dual |
| MSB7890-ES2R | Switch-IB 2 (EDR) | No | 36x QSFP28 | 100 Gb/s | 1U estándar | Alimentación a puerto (C2P) | Fuente CA dual |
| MQM8700-HS2F | Quantum (HDR) | Sí (x86) | 40x QSFP56 | 200 Gb/s | 1U estándar | Puerto a alimentación (P2C) | Fuente CA dual |
| MQM8790-HS2F | Quantum (HDR) | No | 40x QSFP56 | 200 Gb/s | 1U estándar | Puerto a alimentación (P2C) | Fuente CA dual |
| MQM9700-NS2F | Quantum 2 (NDR) | Sí | 32x OSFP (64 puertos NDR) | 400 Gb/s (OSFP) | 1U estándar | Puerto a alimentación (P2C) | Fuente CA dual |
| MQM9790-NS2F | Quantum 2 (NDR) | No | 32x OSFP (64 puertos NDR) | 400 Gb/s (OSFP) | 1U estándar | Puerto a alimentación (P2C) | Fuente CA dual |
Comparativa de generaciones InfiniBand#
| Generación | Chipset | Velocidad máxima del puerto | Capacidad del conmutador | Tasa de señalización / Modulación | Latencia |
|---|---|---|---|---|---|
| EDR | Switch-IB 2 | 100 Gb/s | 7,2 Tb/s | 25 Gb/s NRZ | 90 ns |
| HDR | Quantum | 200 Gb/s | 16,0 Tb/s | 50 Gb/s PAM4 | 130 ns |
| NDR | Quantum 2 | 400 Gb/s (listo para 800G) | 51,2 Tb/s | 100 Gb/s PAM4 | 205 ns |
Guía de topología de red InfiniBand#
El diseño de un clúster para entrenamiento de IA o simulación física requiere arquitecturas específicas:
1. Topología Fat-Tree (CLOS no bloqueante)#
Es la arquitectura estándar en redes InfiniBand. Organiza los conmutadores en niveles jerárquicos (Leaf y Spine) para proporcionar múltiples rutas paralelas de comunicación.
- No bloqueante (suscripción 1:1): cada nodo se comunica a la velocidad máxima del enlace de forma simultánea. Requiere que el ancho de banda hacia los conmutadores troncales (Spine) sea equivalente al ancho de banda descendente hacia los nodos.
- Sobresuscrita (por ejemplo, 2:1): reduce los costes de adquisición al disminuir el número de conexiones con los conmutadores troncales (Spine). Se recomienda para cargas de trabajo donde la comunicación entre procesos sea mayoritariamente local.
2. Redes de IA optimizadas por raíl (Rail-Optimized)#
En nodos con múltiples GPU (como los sistemas NVIDIA HGX H100 con 8 GPU), cada GPU cuenta con una tarjeta ConnectX dedicada. La optimización por raíl conecta el adaptador de la «GPU 1» de todos los servidores a un conmutador «Rail Switch 1» dedicado, el adaptador de la «GPU 2» al «Rail Switch 2», y así sucesivamente. De esta forma, el patrón de comunicación en anillo que emplean las librerías de aprendizaje profundo (como NCCL) se replica directamente en la red física, minimizando la latencia.
Conmutadores gestionables frente a no gestionables y Subnet Manager (SM)#
A diferencia de las redes Ethernet, que son de tipo plug-and-play gracias al protocolo ARP, una red InfiniBand no puede transferir tráfico si no cuenta con un Subnet Manager (SM) activo. El SM se encarga de detectar la topología, asignar identificadores locales (LID) y calcular las rutas de envío.
- Conmutadores gestionables: cuentan con una CPU interna que ejecuta MLNX-OS/Onyx y aloja un Subnet Manager integrado. Son los idóneos para clústeres independientes pequeños (de hasta unos 36 nodos).
- Conmutadores no gestionables: ofrecen una latencia extremadamente baja, pero carecen de CPU integrada. Requieren un SM externo que se ejecute en un servidor host (a través de OpenSM) o en otro conmutador gestionable dentro de la misma infraestructura de red.