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Längst hat AMD erkannt, dass es neben den schnellen Beschleunigern die entsprechende Infrastruktur benötigt, damit die Systeme über acht Beschleuniger hinaus noch skalieren können.
Tausende von Prozessoren und Beschleunigern sollen gemeinsam arbeiten und müssen dafür zunächst über ein Front-End mit den benötigten Rohdaten versorgt werden. Gleichzeitig stellen die Verarbeitung und der Datenaustausch zwischen den Beschleunigern besonders hohe Anforderungen an die Infrastruktur.
NVIDIA setzt dabei bis zur Rack-Ebene auf NVLink und darüber hinaus auf InfiniBand. AMD hingegen nutzt im Nahbereich Infinity Fabric als Interconnect, für die darüberliegende Kommunikation jedoch Ethernet. Mit UltraEthernet soll ein offener Standard etabliert werden, der als Alternative zu InfiniBand dient. Dem entsprechenden Konsortium gehören zahlreiche Branchengrößen aus dem Rechenzentrumsgeschäft an – darunter auch NVIDIA.
Bereits Ende 2024 vorgestellt wurden die DPUs und UltraEthernet-NICs Pensando Salina 400 und Pollara 400 mit 400 GBit/s.
Ein zentrales Element der neuen Netzwerktechnologie ist die dritte Generation der sogenannten P4-Engine. Dabei handelt es sich um einen FPGA, dessen IP-Kerne flexibel an die jeweilige Anwendung angepasst werden können – in diesem Fall speziell für den Einsatz im Netzwerkbereich. Die P4-Engine ist in der Lage, bis zu 120 Millionen Pakete pro Sekunde, 400 GBit/s an Datenrate und fünf Millionen Verbindungen pro Sekunde zu verarbeiten, bzw. aufzubauen.
Zwei konkrete Produkte mit integrierter P4-Engine wurden bereits vorgestellt: Eines davon ist die DPU AMD Pensando Salina 400. Sie kommt als PCIe-5-Netzwerkkarte mit zwei 400-GBit/s-Ethernet-Ports. Ihre 232 P4-MPU-Engines werden durch bis zu 128 GB DDR5 mit einer Bandbreite von 102 GB/s unterstützt. Für die Rechenleistung sorgen 16 ARM-basierte N1-Kerne. Die DPU übernimmt Aufgaben wie Firewall, Verschlüsselung, Load-Balancing, Storage-Offload und viele weitere netzwerknahe Funktionen.
Der Netzwerkadapter Pensando Pollara 400 ist die zweite Netzwerk-Hardware auf Basis der P4-Engine. Es handelt sich um eine PCIe-5-Karte mit einem einzigen 400-GBit/s-Anschluss. Im Gegensatz zur Pensando-Salina-400-DPU, die im Backend zwischen den Beschleunigern sitzt, um möglichst schnelle und gut ausgelastete Netzwerk-Routen mit maximalem Durchsatz zu gewährleisten, ist der Pensando-Pollara-400-NIC für das Frontend konzipiert.
Gestern wurden die finalen Spezifikationen für UEC 1.0 präsentiert, zu denen die Pensando-Netzwerkhardware kompatibel ist. Die Protokolle von UEC sollen dafür sorgen, dass die Netzwerkauslastung stets optimal ist. Verbesserte Fail-Safe-Mechanismen stellen sicher, dass verlorene Pakete effizient ersetzt werden. Dabei können fehlerhafte Netzwerkpfade, wie sie in komplexen Strukturen häufig auftreten, gezielt umgangen werden. Für ein verbessertes Load-Balancing wählt das Netzwerk eigenständig den optimalen Weg zwischen Sender und Empfänger.
Im Vergleich zu NVIDIAs ConnectX-7 oder Broadcoms Thor2 (beide ebenfalls mit 400 GBit/s) soll der Pensando Pollara 400 einen um 10 bis 20 % höheren Durchsatz ermöglichen.
Nächste Generation Pensando "Vulcano"
Für die Instinct-MI400-Generation, die im kommenden Jahr erscheinen wird, sieht AMD die nächste Generation der Pensando-Netzwerkhardware vor. Die Fertigung des Chips wechselt von 4 auf 3 nm. Die Netzwerkports verdoppeln ihren Durchsatz von 400 auf 800 GBit/s. Damit diese erreicht werden können, verwenden die NICs PCI-Express 6.0 und UAL.
