高性能计算系统中的内部互联网络是决定系统性能的关键因素之一,特别是在大规模并行计算和机群系统中。传统的以太网由于其高延迟和有限的带宽,在这些领域并不理想。随着技术的发展,出现了多种专用高速互联网络,如Myrinet、QsNet和Infiniband,它们极大地改善了处理器间通信的效率。
Myrinet是由Myricom公司开发的,起初作为以太网的替代方案,提供100MB/s的高带宽和小数据量的低延迟(约10-15ms),这在当时是显著的优势。随着时间的推移,Myrinet通过软硬件的升级,成为了机群系统的首选互联网络。新一代Myrinet使用光纤作为传输介质,提高了连接的灵活性和信号传输速度,但同时也增加了对维护的敏感度,因为光纤容易在操作中受损。
QsNet则是由Quadrics公司的产品,其技术源自Meiko公司的对数网络。在被Alenia接手并放入Quadrics后,QsNet因其在Digital/Compaq AlphaServer SC系列中的应用而受到关注。QsNet使用类似于Infiniband的架构,包括ELAN卡和Elite交换机,支持RDMA功能,提供大约340MB/s的带宽和5ms的MPI延时。QsNetⅡ的最新版本更是承诺超过1GB/s的带宽和低于3ms的延时。
Infiniband是一种相对较新的技术,规范在2001年才最终确定。尽管起步较晚,但Infiniband迅速获得青睐,因为它提供高带宽(最高可达40Gbps甚至更高)、低延迟以及灵活的拓扑结构。Infiniband支持RDMA,允许直接访问远程节点的内存,降低了CPU的负担,提高了系统效率。此外,Infiniband可以应用于多种场景,如服务器互连、存储区域网络和输入/输出虚拟化。
高性能计算系统的内部互联网络的选择直接影响到系统的整体性能和可扩展性。Myrinet以其长期的市场验证和优良性能占据一席之地,QsNet则凭借其快速可靠的特点在某些领域独树一帜,而Infiniband的高带宽和低延迟使其成为未来发展的热门候选。随着技术的持续进步,这些互联网络会进一步优化,以满足高性能计算日益增长的需求。