InfiniBand标准

InfiniBand是一种高性能的互连技术，设计用于在服务器、存储设备以及超级计算机之间提供高带宽和低延迟的数据传输。它最初被提出作为通用I/O（Input/Output）解决方案，旨在替代传统的PCI（Peripheral Component Interconnect）总线和其他低速网络连接，以满足不断增长的数据处理需求。 InfiniBand标准由InfiniBand Trade Association（IBTA）制定，该组织由多家技术公司组成，共同推动InfiniBand技术的发展。标准定义了物理层（PHY）、数据路径层（Data Path Layer）和事务层（Transaction Layer），以及软件接口，如verbs接口，这些接口允许应用程序直接访问网络资源，提高效率和性能。 在物理层，InfiniBand提供了多种速度选项，从最初的2.5 Gbps（称为SDR，Single Data Rate）到后来的40 Gbps（FDR，Full Data Rate），再到现在的100 Gbps（HDR，High Data Rate）甚至更高。这种速度提升使得InfiniBand成为高性能计算和数据中心领域的理想选择，因为它能提供极高的数据吞吐量。 数据路径层和事务层是InfiniBand的核心，它们负责数据的路由和传输。InfiniBand使用了基于四方（四方链接，Quad-Linear Link）的结构，每个链接由四个独立的数据通道组成，每个通道可以同时传输数据，从而实现并行传输。此外，它还采用了RDMA（Remote Direct Memory Access）技术，允许直接在远程系统的内存中读写数据，而无需经过中央处理器，显著减少了CPU的负担。 InfiniBand的另一个重要特点是其交换式架构。与传统的树状或星形拓扑不同，InfiniBand网络采用的是两维网格（Mesh）或环形（Ring）结构，使得每个设备都可以直接与其他设备通信，降低了通信延迟。这种设计也使得网络扩展性和容错性得到增强。 在软件层面，InfiniBand verbs接口提供了一套标准化的编程工具，允许开发者以统一的方式编写跨平台的应用程序。verbs接口包括了发送和接收消息、管理连接和队列对等基本操作，使得InfiniBand的使用更加简便。 InfiniBand技术在高性能计算领域有着广泛的应用，特别是在集群计算中，它可以极大地提高系统间的通信效率。此外，随着大数据和云计算的兴起，InfiniBand也被越来越多地应用于数据中心，提供高速的存储和计算连接。 InfiniBand标准通过其高效、低延迟的特性，为高性能计算和数据中心的未来发展奠定了坚实的基础。随着技术的不断发展，InfiniBand有望在未来的网络互连中扮演更为重要的角色。