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高性能计算(HPC)以太网
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HPC网络瓶颈,何解?
半导体行业观察· 2025-07-06 10:49
高性能计算以太网发展现状 - 高性能计算以太网(HPC)通过降低延迟和最大化带宽实现计算节点间快速通信,但AI工作负载对网络架构的稳健性和可扩展性提出更高要求[1] - 超级以太网联盟(UEC)已通过超级以太网规范1.0,推动以太网通信路径发展以满足AI/HPC系统需求[1] - 当前行业面临运营成本高、可扩展性差及性能限制等问题,硬件潜力受低效存储系统制约[1] AI工作负载带来的网络挑战 - AI处理器性能受限于数据访问延迟,模型规模增速远超常规干预措施承受范围[2] - 实时分析类AI应用高度依赖HPC基础设施对数据集的高效处理能力[2] - 异构架构(CPU+ASIC+GPU)集成导致互连不匹配,未优化的互连和内存层次结构造成额外延迟[2] 网络技术演进历程 - 10GbE网络在2000年代被视为HPC终极方案,但当前25/40GbE已无法满足高带宽需求[4] - IT专业人员开发的双25Gb RDMA通道设计实现50Gb/s总带宽,但2025年带宽需求预计比2017年高55倍[4] - IEEE P802.3df任务组开发800GbE并行结构,支持200/400/800GbE八通道端口配置[4] 网络优化解决方案 - 动态负载均衡算法通过实时流量重分配缓解节点拥塞,在HPC多应用环境中效果显著[5] - 数据集的战略性放置可减少延迟,AI工作负载需采用基于算法的动态放置策略[5] - 基础设施扩展需同步提升性能与容量,避免系统臃肿和延迟问题[5] 未来发展趋势 - AI模型规模扩大将持续驱动新型计算硬件研发,计算需求和数据集规模将呈指数级增长[6] - 行业需开发面向未来的HPC网络解决方案以应对不可避免的技术演进[6]