【IT168 评论】近日，全球规模最大的超算会议SC16正在美国盐湖城举行。和往常一样，TOP500超级计算机排行榜再次受到了万众瞩目，大家都在谈论某某超算又获得了好名次，某某应用又赢得了国际奖项。但其实，在这些优异计算性能表现的背后，离不开高速网络的支持。而对于超算平台或者高性能计算领域来说，InfiniBand网络则是当之无愧的王者。
据最新的TOP500榜单统计，InfiniBand网络再次延续了其在互连方案上的远远领先地位。数据显示，2016年基于InfiniBand解决方案的终端用户数量较Omni-Path高出近四倍，是Cray Aries的五倍，这也充分证明了InfiniBand持续增长的使用率和市场份额。
其实一直以来，InfiniBand网络都占据了TOP500榜单的巨大份额。从最初的40Gb/s到56Gb/s再到100Gb/s网络，以InfiniBand网络见长的Mellanox也为超算客户带来了一系列完善的解决方案。
更为可喜的是，在本次SC16大会上，在Mellanox的展台上，笔者看到了Mellanox基于200Gb/s InfiniBand网络的最新交换机产品，这也是Mellanox将在明年大规模出货的“撒手锏”。
在展台，笔者看到了一款全新的产品——Quantum QM8790。熟悉Mellanox的朋友或许知道，在此之前Mellanox的交换机产品都以Switch-IB为名称，但是这次启用了全新的名字，也可以说明变化之大。据Mellanox公司亚太及中国区市场开发高级总监刘通介绍，Quantum QM8790是目前业内唯一一款支持200Gb/s的产品，它属于HDR系列。
“我们的竞争对手目前还只能提供100Gb/s的产品，Mellanox依然保持大幅度的领先优势”，刘通说，“QM8790是目前世界上最敏捷高效的交换机”。
据了解，这款型号为QM8790的产品具备40个接口，比Mellanox一贯使用的36个端口多了4个;每个端口都提供了200Gb/s的传输能力，吞吐量高达16Tb/s。当然，QM8790的最大特点并非是端口数的增加。
如果用户的应用只需要EDR 100Gb/s的传输速率，那么QM8790可以将一个200Gb/s的端口拆分成2个100Gb/s的端口(需要转接线，如图)，这样用户就可以在少量增加成本的情况下(购买线缆)，利用1U架顶式交换机连接80个100G网卡端口，获得扩展性的翻倍。
“通过这样扩展的方式，仅用3层胖树架构就可以实现对于12800个节点的支持”，刘通介绍说。不仅如此，作为最智能的交换机，QM8790还能够实现动态的网络负载分析，以帮助管理人员实时管理网络。
当然，交换机只是200Gb/s实现的一部分，除交换机之外还是要有网卡的支持。这次，Mellanox还展示了另一款名为ConnectX-6的网卡，它同样是支持200Gb/s网络的产品。它具备高带宽、低延迟、高速数据传输和低处理器负载等特性。
Offload一直是Mellanox关注的重点，在这个层面ConnectX-6也有所进步。据刘通介绍，ConnectX-6可以最大限度的实现MPI应用Offload，相比上一代产品offload的应用程序更多，可以更好的降低处理器的负载，同时加速应用性能，“我们的竞争对手采用与Offload相反的Onload功能，但是Onload技术需要占用一定的CPU处理器资源，这样会造成CPU资源的浪费，同时限制应用程序性能”。
不仅如此，ConnectX-6还支持NMve的加速与安全卸载，其特色的Multi-Host功能还可以将一款网卡分割成8块独立网卡(上一代的产品是4块)，实现资源利用的最大化。目前，Mellanox与中科曙光已经推出了基于Multi-Host的产品并实现量产，其型号为M-Pro刀片服务器。
当然，200Gb/s网络也并非没有缺点，其最核心的问题就是受限于PCI-E的速率支持。正如我们都知道的，目前的常用的PCI-E 3.0 16通道只能够支持100Gb/s网络，对于200Gb/s来说不能够提供足够的带宽，需要32通道的PCI-E 3.0才能支持200G网络，然而大部分服务器厂商不倾向采用32通道设计，这样也就不能充分发挥200Gb/s网络高速传输的特性。
为此，Mellanox公司开发出了一款转接卡，通过增加一个PCI-E接口的方式实现对于200Gb/s网络的支持。通过特定的接口和线缆，可以将2个8通道或16通道PCI-E接口聚合成1个，从而实现避免了200G网络对32通道PCI-E的依赖。
从100G/bs到200Gb/s，这些性能的提升是否能够对用户带来实际的帮助呢?据刘通介绍说，目前在数据密集型HPC应用、深度学习、以及大数据等关键领域，客户对于性能的要求几乎没有上限，该领域需要更快更高带宽的网络保证数据的传输，实现与高性能GPU的完美配合，特别是对海量数据为基础的深度学习与大数据领域应用来说尤为如此。
加之最新200G网络产品提供的不仅仅是带宽的翻倍，它同时融入更多卸载能力，对通信、存储、安全等众多操作都实现硬件卸载，即使对带宽需求不高的应用同样也会受益匪浅。相关实测报告很快就会与大家分享。
“Quantum和ConnectX-6的推出，使我们在网络带宽、延迟与应用层面进一步保持领先的优势。预计明年中旬，大家就可以看到量产的200Gb/s出现在市场上，这也将帮助客户搭建更高效、更快捷的网络，推动高性能计算的发展”，刘通说。
