Компания Qumulo сообщила о вступлении в консорциум Ultra Ethernet Consortium (UEC), который был сформирован в июле 2023 года. Кроме того, Qumulo объявила о сотрудничестве с Intel и Arista Networks для продвижения передовых IT-инфраструктур, использующих современные сетевые технологии, а также средства хранения и управления данными.

Группа Ultra Ethernet занимается разработкой открытой высокопроизводительной сетевой архитектуры с полным коммуникационным стеком, отвечающей задачам современных рабочих нагрузок ИИ и НРС. Основателями UEC стали AMD, Arista, Broadcom, Cisco, Eviden (Atos), HPE, Intel, Meta✴ и Microsoft. Впоследствии к группе присоединились многие другие компании, включая Nokia, Lenovo, Baidu, Dell, Huawei, IBM, Supermicro, Tencent и пр. В состав Ultra Ethernet Consortium также вошла Cornelis Networks, поставщик HPC-интерконнекта Omni-Path. А вот NVIDIA в UEC не входит.

Источник изображения: Qumulo

Qumulo, как отмечается, стала первым разработчиком хранилищ, присоединившимся к консорциуму Ultra Ethernet. Технический директор отмечает, что новые решения, разрабатывающиеся в рамках консорциума, в перспективе будут определять способы передачи данных по сетям, улучшая взаимодействие вычислительных систем и хранилищ информации. При этом станет возможным упрощение архитектуры при одновременном повышении производительности и надёжности.

На сегодняшний день Qumulo развернула более 1 Эбайт хранилищ среди сотен клиентов, используя системы на базе Arista Extensible Operating System (EOS). Вице-президент по развитию бизнеса и стратегическим альянсам Arista Networks говорит о том, что участие Qumulo в Ultra Ethernet Consortium будет способствовать ускорению внедрения новых технологий. Ожидается, что результаты работы группы помогут в развёртывании высокопроизводительных и масштабируемых сетей для современных приложений, связанных в том числе с ИИ.

Летом прошлого года AMD, Arista, Broadcom, Cisco, Eviden/Atos, HPE, Intel, Meta✴ и Microsoft сформировали консорциум Ultra Ethernet (UEC), призванный составить конкуренцию технологии InfiniBand, которая фактически единолично контролируется NVIDIA после покупки Mellanox, и стандартизировать Ethernet-решения для современных ИИ- и HPC-платформ. А теперь AMD, Broadcom, Cisco, Google, HPE, Intel, Meta✴ и Microsoft сформировали альянс Ultra Accelerator Link (UALink), который должен составить конкуренцию NVLink.

К UEC за год присоединились ещё полсотни компаний, кроме, конечно, NVIDIA, которая, впрочем, про Ethernet тоже не забывает, хотя периодически получает критику со стороны Broadcom. Единственной альтернативой в деле построения фабрик для более-менее крупных кластеров остаётся Omni-Path Express, развиваемый Cornelis Networks, которая тоже присоединилась к UEC, но доля этой технологии на фоне Ethernet и InfiniBand мизерная. Кроме того, ни одна из этих технологий не может предложить то, что может NVIDIA NVLink — возможность напрямую объединить сотни ускорителей (точнее, их память) сверхбыстрым соединением с низким уровнем задержки.

Источник изображений: UALink via ServeTheHome

NVLink 4 достиг скорости 900 Гбайт/с на ускоритель и впервые вышел за пределы узла, позволив объединить в домен до 256 ускорителей, что NVIDIA и предложила в рамках DGX SuperPod H100. NVLink 5 удвоил пропускную способность до 1,8 Тбайт/с и теоретически позволит объединить до 576 ускорителей в одном домене. Именно NVLink позволил создать высокоплотные суперускорители GH200 NVL32 и GB200 NVL72. И именно их NVIDIA считает минимальной эффективной единицей кластеров ближайшего будущего, предлагая крупным заказчикам на меньшее даже не размениваться.

Intel в семействе Gaudi использует Ethernet (1,2 Тбайт/с на ускоритель) как для вертикального, так и для горизонтального масштабирования. AMD же полагается на Infinity Fabric (896 Гбайт/с на ускоритель) на базе PCIe и xGMI, которые до недавнего времени за пределы узла не выходили. Однако в конце 2023 года было объявлено, что в 2025 году AMD и Broadcom выпустят коммутатор на базе PCIe 7.0 (стандарт планируют только-только утвердить в этом же году), который будет поддерживать технологию, которая теперь называется AFL (Accelerated Fabric Link) — это и будет выходом Infinity Fabric за пределы узла.

И именно совместными наработками AMD и Broadcom поделятся в рамках UALink. Первую версию нового интерконнекта альянс обещает представить уже в III квартале 2024 года, а в IV квартале — версию 1.1. При этом пока прямо не говорится, будет ли основным транспортом PCIe или Ethernet, и какой протокол будет использоваться для работы с памятью. Но уже обещано, что UALink 1.0 позволит объединить до 1024 ускорителей в одном домене с возможностью прямых load/store-запросов к их памяти. Для дальнейшего масштабирования кластеров по-прежнему предлагается использовать Ultra Ethernet.

При этом UALink, строго говоря, не обещает возможности беспрепятственного общения ускорителей разных вендоров, зато позволяет упростить инфраструктуру и сделать её дешевле благодаря открытости и конкуренции. Хотя было бы приятно увидеть UALink в качестве аппаратной основы и для стандарта UXL, который намерен побороться с NVIDIA CUDA. Что касается CXL, то этот стандарт, тоже использующий PCIe в качестве транспорта, вероятно, останется «привязанным» к CPU и внутриузловым коммуникациям, хотя возможности его гораздо шире.

Организация PCI Special Interest Group (PCI-SIG) обнародовала спецификации электрических кабелей и разъёмов CopprLink для внешних и внутренних подключений PCIe 5.0/6.0. Новые соединения на основе меди позволят заменить существующие кабели OCuLink в тех случаях, когда требуется более высокая пропускная способность.

Стандарт CopprLink был анонсирован в конце 2023 года. Кабели данного типа обеспечат высокоскоростные подключения в пределах отдельных систем, а также между различными узлами в составе стойки. Кроме того, как отмечалось ранее, разрабатываются варианты для межстоечного соединения.

Спецификация CopprLink для внутренних подключений:

• Поддержка PCIe 5.0 и 6.0 со скоростью до 32,0 и 64,0 ГТ/с соответственно;
• Коннектор типа SNIA SFF-TA-1016;
• Максимальная длина соединения в пределах одной системы — 1 м;
• Варианты применения — соединение материнской платы с картой расширения, соединение материнской платы с объединительной платой, соединение чипов друг с другом и соединение платы расширения с объединительной платой;
• Целевые сферы использования — системы хранения и вычислительные узлы дата-центров.

Источник изображений: PCI-SIG

Спецификация CopprLink для внешних подключений:

• Поддержка PCIe 5.0 и 6.0 со скоростью до 32,0 и 64,0 ГТ/с соответственно;
• Коннектор типа SNIA SFF-TA-1032;
• Максимальная длина соединения между стойками — 2 м;
• Варианты применения: подключения типа CPU ↔ хранилище, CPU ↔ память, CPU ↔ ускоритель и ускорители в дезагрегированных серверных узлах;
• Целевые сферы использования — системы хранения и узлы дата-центров для задач ИИ.

Отмечается, что в дальнейшем кабели CopprLink будут развиваться с учётом возможностей интерфейса PCIe следующих поколений. Технология CopprLink, как ожидается, будет востребована в сферах, где необходимы небольшие задержки, включая дата-центры, производительные СХД, сети и пр. В будущем ожидается появление оптических кабелей PCIe.

Государственная корпорация «Ростех» объявила о начале поставок оборудования нового поколения для создания отечественных суперкомпьютеров. Речь идёт о высокопроизводительных серверах, 24-портовых коммутаторах и адаптерах интерконнекта «Ангара».

В сообщении «Ростеха» говорится, что оборудование стало более компактным по сравнению с предыдущими модификациями. Адаптеры «Ангара» обеспечивают объединение серверов в единый вычислительный кластер для проведения расчётов с высокоинтенсивным обменом информацией и низкими задержками. Новинка разработана специалистами Научно-исследовательского центра электронной вычислительной техники (НИЦЭВТ) в составе холдинга «Росэлектроника» госкорпорации «Ростех».

На сайте НИЦЭВТ представлено изделие ЕС8431. Это FHFL-карта с интерфейсом PCIe 2.0 x16, которая обеспечивает до шести (или до восьми при использовании платы расширения) портов для соединения с соседними узлами. Пропускная способность достигает 75 Гбит/с на порт, задержка — 130 нс на хоп. Применяются Samtec-кабели. Поддерживаются топологии сети «кольцо», 2D, 3D и 4D-тор (либо решётка), причём возможно масштабирование до 32 тыс. узлов. Энергопотребление — 30 Вт.

Также доступен низкопрофильный 15-Вт адаптер ЕС8432, который по характеристикам в целом повторяет ЕС8431, но имеет только один порт (CXP). Он ориентирован на работу с коммутаторами. И НИЦЭВТ как раз предлагает такое решение — изделие ЕС8433 типоразмера 1U. Оно располагает 24 портами с пропускной способностью до 75 Гбит/с. Возможно масштабирование до 2 тыс. узлов. Энергопотребление не превышает 150 Вт.

Источник изображений: НИЦЭВТ

На мероприятии «Суперкомпьютерные дни в России 2023» НИЦЭВТ также анонсировал более компактный вариант адаптера ЕС8452.02 и 24-портовый коммутатор ЕС8453.03. В сообщении «Ростеха» не уточняется, о каких именно продуктах идёт речь. В маркетплейсе госкорпорации рекомендованная розничная цена коммутатора ЕС8433 составляет 2,8 млн руб., а адаптеров ЕС8431 и ЕС8432 — 396 тыс. руб. и 300 тыс. руб. соответственно.

В ассортименте НИЦЭВТ также значится сервер общего назначения Server-NICEVT-044 SP3 на платформе AMD. Он может оснащаться одним или двумя процессорами EPYC Naples/Rome/Milan (от 8 до 48 ядер), до 1 Тбайт RAM, двумя блоками питания с возможностью горячей замены. Возможна установка SSD суммарной вместимостью до 10 Тбайт и HDD общей ёмкостью до 80 Тбайт. Форм-фактор — 2U. Рекомендованная розничная цена составляет 1,2 млн руб.

«Мы произвели первые поставки нового поколения сетевого оборудования линейки "Ангара", разработка которого завершилась в 2023 году. Техника установлена на территории двух научно-исследовательских организаций. Устройства позволяют ещё более эффективно выполнять задачи по созданию современных российских суперкомпьютеров для решения сложных научных задач. Сегодня именно от такого оборудования во многом зависит успех и скорость научных изысканий, а значит — и развитие отечественной промышленности», — говорит генеральный директор НИЦЭВТ.

В 2024 году нельзя пожаловаться на отсутствие подходящего интерконнекта, если целью является «сшивка» в единую систему сотен, тысяч или даже десятков тысяч ускорителей. Есть NVIDIA NVLink и InfiniBand. Google использует оптические коммутаторы OCS, AMD вскоре выведет Infinity Fabric на межузловой уровень, да и старый добрый Ethernet отнюдь не собирается сдавать позиций и обретает новую жизнь в виде Ultra Ethernet.

Проблема не в наличии и выборе подходящего интерконнекта, а в резкой потере пропускной способности за пределами упаковки чипа (т.н. Memory Wall). Да, память HBM быстра, но намертво привязана к вычислительным ресурсам, а в итоге, как отметил глава Celestial AI в комментарии изданию The Next Platform, индустрия ИИ использует ускорители NVIDIA в качестве самых дорогих в мире контроллеров памяти.

Celestial AI ещё в прошлом году объявила, что ставит своей целью создание универсального «умного» интерконнекта на основе фотоники, который смог бы использоваться во всех нишах, требующих активного обмена большими потоками данных, от межкристалльной (chip-to-chip) до межузловой (node-to-node). Недавно она получила дополнительный пакет инвестиций объёмом $175 млн.

Источник изображений здесь и далее: Celestial AI

Технология, названная Photonic Fabric, если верить заявлениям Celestial AI, способна в 25 раз увеличить пропускную способность и объёмы доступной памяти при на порядок меньшем энергопотреблении в сравнении с существующими системами соединений. Развивается она в трёх направлениях: чиплеты, интерпозеры и оптический аналог технологии Intel EMIB под названием OMIB.

Наиболее простым способом интеграции своей технологии Celestial AI справедливо считает чиплеты. В настоящее время разработанный компанией модуль обеспечивает пропускную способность за пределами чипа на уровне 14,4 Тбит/с (1,8 Тбайт/с), а по размерам он немного уступает стандартной сборке HBM. Но это лишь первое поколение: во втором поколении Photonic Fabric 56-Гбит/с SerDes-блоки SerDes будут заменены на блоки класса 112 Гбит/с (PAM4).

Пресловутая «Стена Памяти»

Поскольку речь идёт о системах с дезагрегацией ресурсов, проблему быстрого доступа к большому объёму памяти Celestial AI предлагает решить следующим образом: новый чиплет, содержащий помимо интерконнекта две сборки HBM общим объёмом 72 Гбайт, получит также поддержку четырёх DDR5 DIMM суммарным объёмом до 2 Тбайт. С использованием 5-нм техпроцесса такой чиплет сможет легко превратить HBM в быстрый сквозной кеш (write through) для DDR5.

Фактически речь идёт об относительно простом и сравнительно доступном способе превратить любой процессор с чиплетной компоновкой в дезагрегированный аналог Intel Xeon Max или NVIDIA Grace Hopper. При этом латентность при удалённом обращении к памяти не превысит 120 нс, а энергозатраты в данном случае составят на порядок меньшую величину, нежели в случае с NVLink — всего 6,2 пДж/бит против 62,5 пДж/бит у NVIDIA.

Новый чиплет Celestial породнит HBM с DDR5 теснее, нежели это сделала NVIDIA

Таким образом, с использованием новых чиплетных контроллеров памяти становятся реальными системы, где все чипы, от CPU до сетевых процессоров и ускорителей, будут объединены единым фотонным интерконнектом и при этом будут иметь общий пул памяти DDR5 большого объёма с эффективным HBM-кешированием. По словам Celestial AI, она уже сотрудничает с некоторыми гиперскейлерами и с одним «крупным производителем процессоров».

По словам руководителя Celestial AI, образцы чиплетов с поддержкой Photonic Fabric появятся во II половине 2025 года, а массовое внедрение начнется уже в 2027 году. Однако это может оказаться гонкой на выживание: Ayar Labs, другой разработчик фотоники, получившая поддержку со стороны Intel, уже показала прототип процессора с интегрированным фотонным интерконнектом.

А Lightmatter ещё в декабре получила финансирование в объёме $155 млн на разработку фотонного интерпозера Passage и якобы уже сотрудничает с клиентами, заинтересованными в создании суперкомпьютера с 300 тыс. узлов. Нельзя сбрасывать со счетов и Eliyan, предлагающую вообще отказаться от технологии интерпозеров и заменить её на контроллеры физического уровня NuLink.

Компании MediaTek и Ranovus объявили о заключении соглашения о сотрудничестве в области разработки оптического интерконнекта для дата-центров, ориентированных на задачи ИИ и машинного обучения. Речь идёт о создании решения Co-Packaged Optics (CPO) с пропускной способностью 6,4 Тбит/с для ASIC MediaTek следующего поколения. Технология CPO предусматривает интеграцию оптических компонентов и традиционных электронных интегральных схем в одном изделии.

Сообщается, что Ranovus создала модуль Odin CPO 3.0 — первую в отрасли монолитную электронно-фотонную интегральную схему для мультитерабитного оптического интерконнекта. Это решение представляет собой специализированный чип, содержащий трансимпедансные усилители (TIA) класса 100 Гбит/с, драйверы, модуляторы на основе кремниевой фотоники и фотодетекторы. Возможно использование интегрированного лазера или внешнего лазерного источника.

Источник изображения: Ranovus

Утверждается, что использование Odin CPO 3.0 позволяет снизить энергопотребление (4 пДж/бит), занимаемую площадь и стоимость системы на 50 % по сравнению с существующими решениями. Предполагается, что использование Odin CPO 3.0 позволит MediaTek создавать наиболее передовые ASIC-решения для дата-центров с высокими ИИ-нагрузками и интенсивным обменом информацией.

«Совместная работа с MediaTek над созданием этой CPO-платформы открывает новую эру оптического интерконнекта высокой плотности в экосистемах ИИ и Ethernet», — говорит Ходжат Салеми (Hojjat Salemi), директор по развитию бизнеса Ranovus.

Компания GigaIO, разрабатывающая систему распределённого интерконнекта на базе PCI Express под названием FabreX, представила первые в отрасли оптические кабели QSFP-DD с поддержкой PCIe 5.0.

Отмечается, что оптические кабели обеспечивают ряд преимуществ перед традиционными медными соединениями. Это, в частности, повышенная пропускная способность. Кроме того, длина оптических линий может превышать 3 м, что является ограничением для медных кабелей.

Представленные кабели используют конфигурацию PCIe 5.0 x8 с возможностью агрегации 16 линий. Благодаря этим изделиям упрощается развёртывание высокопроизводительных систем GigaIO SuperNODE, которые позволяют связать воедино до 32 ускорителей посредством упомянутой платформы FabreX.

Фото: LinkedIn/GigaIO

Отмечается, что оптические кабели способны обеспечить передачу данных с высокой скоростью на десятки метров. Таким образом, несколько систем SuperNODE или SuperDuperNODE могут быть объединены в единый кластер для решения наиболее ресурсоёмких задач ИИ.

Медные соединения обычно ограничивают размер кластеров двумя–тремя стойками. В случае оптических кабелей предоставляется гораздо большая гибкость в плане конфигурации оборудования. В результате системы SuperNODE могут быть развёрнуты даже в тех дата-центрах, в которых существуют жёсткие ограничения по мощности и охлаждению в расчёте на стойку. Оптические кабели QSFP-DD с поддержкой PCIe 5.0 станут доступны предстоящим летом.

Компания Celestial AI, занимающаяся созданием технологий оптического интерконнекта, сообщила о проведении раунда финансирования Series C, в ходе которого привлечено $175 млн. Деньги будут использованы для ускорения разработки и вывода передовых продуктов на коммерческий рынок.

Летом прошлого года Celestial AI объявила о разработке технологии Photonic Fabric. Она ориентирована на ИИ-платформы и системы НРС. Благодаря оптическому интерконнекту нового типа ИИ-чипы могут быть соединены с большим пулом высокопроизводительной памяти HBM3, а в перспективе — и HBM4. Таким образом, решается проблема ограниченного объёма памяти HBM в составе ИИ-ускорителей.

По заявлениям Celestial AI, технология Photonic Fabric обеспечивает повышение пропускной способности и объёма доступной памяти более чем в 25 раз при одновременном снижении задержек и энергопотребления примерно в 10 раз по сравнению с существующими оптическими альтернативами и традиционными медными соединениями. Таким образом, можно масштабировать нагрузки ИИ.

Источник изображения: Celestial AI

В июне 2023 года Celestial AI провела раунд финансирования Series B на сумму в $100 млн. Тогда средства предоставили IAG Capital Partners, Koch Disruptive Technologies (KDT), Temasek Xora Innovation, Samsung Catalyst, Smart Global Holdings (SGH), Porsche Automobil Holding SE, The Engine Fund, imec.xpand, M Ventures и Tyche Partners.

Инвестиционная программа Series C проведена под предводительством Фонда инновационных технологий США (USIT) миллиардера Томаса Талла (Thomas Tull), основателя Legendary Entertainment. В программе также приняли участие AMD Ventures, KDT, Temasek, Xora Innovation, IAG Capital Partners, Samsung Catalyst, SGH, Porsche Automobil Holding SE, Engine Ventures, M-Ventures и Tyche Partners.

Молодая компания Eliyan из Санта-Клары (Калифорния, США) сообщила о проведении раунда финансирования Series B, в рамках которого на развитие привлечено $60 млн. Средства поступили в дополнение к $40 млн, которые стартап получил в 2022 году в ходе инвестиционной программы Series А.

Eliyan является разработчиком интерконнекта NuLink, предназначенного для соединения чиплетов. Данная технология рассматривается в качестве альтернативы упаковочным решениям TSMC CoWoS и Intel EMIB. При этом NuLink совместима с единым стандартом UCIe.

Источник изображения: Eliyan

По заявлениям Eliyan, технология NuLink способна обеспечить производительность, в четыре раза превышающую показатели конкурирующих решений. При этом показатель TCO может быть снижен вдвое. Внедрение NuLink может помочь в развитии аппаратных ИИ-платформ нового поколения. Помимо объединения чиплетов, эта система также позволяет связывать процессоры с модулями памяти.

Eliyan отмечает, что в NuLink реализована функция одновременной двунаправленной передачи сигналов, что позволяет каждому соединению отправлять и получать данные одновременно. Это удваивает пропускную способность на линию по сравнению с традиционными решениями, которые обычно могут в каждый момент времени либо передавать, либо принимать информацию.

Раунд финансирования Series B возглавили Samsung Catalyst Fund и Tiger Global Management. Кроме того, средства предоставили существующие инвесторы, в том числе Intel Capital, а также SK hynix, Cleveland Avenue, Mesh Ventures и др. Деньги пойдут на дальнейшее развитие и внедрение технологии. Говорится, что недавно NuLink была реализована на базе 3-нм техпроцесса TSMC, обеспечив лучшую в отрасли производительность — до 64 Гбит/с на канал. В целом, система NuLink достигла коммерческой готовности.

Coherent анонсировала специализированные оптические коммутаторы для ИИ-кластеров высокой плотности. В основу устройств Optical Circuit Switch (OCS) положена фирменная платформа кросс-коммутации Lightwave Cross-Connect (DLX). В изделиях, в отличие от традиционных коммутаторов, не применяются приемопередатчики для преобразования фотонов в электроны и обратно. Вместо этого все операции осуществляются в оптическом тракте: импульсы поступают в один порт и выходят из другого (конечно, с небольшим ослаблением).

Coherent выделяет несколько ключевых преимуществ своей технологии. Прежде всего значительно возрастает производительность, что важно при решении ресурсоёмких задач, связанных с приложениями ИИ. Кроме того, благодаря отказу от преобразования среды сокращаются энерозатраты. Наконец, отпадает необходимость в обновлении собственно коммутаторов при установке в ЦОД оборудования следующего поколения. Это значительно повышает окупаемость капитальных затрат.

Источник изображения: Coherent

Представленное решение насчитывает 300 входных и 300 выходных оптических портов. Коммутаторы OCS помогают решить проблемы масштабируемости и надёжности дата-центров, ориентированных на приложения ИИ. Аналитики Dell'Oro Group отмечают, что для ИИ-задач требуется более высокий уровень отказоустойчивости, нежели для традиционных приложений. Крайне важно, чтобы коммутаторы, используемые в составе ИИ-платформ, не провоцировали никаких перебоев во время обучения или эксплуатации больших языковых моделей. Устройства Coherent, как сообщается, обеспечивают необходимый уровень надёжности.

Массовые поставки новых коммутаторов планируется организовать в 2025 году. При этом Google уже использует в своих дата-центрах оптические коммутаторы (OCS) собственной разработки на базе MEMS-переключателей для формирования ИИ-кластеров, а Meta✴ совместно с MIT разработала систему TopoOpt, представляющую собой оптическую патч-панель с манипулятором, который позволяет менять топологию сети.