讓云原生超級計算挺進千萬數(shù)據(jù)中心

原創(chuàng)
作者：張誠 2021-12-16 17:08:34

服務(wù)器

數(shù)據(jù)中心

云原生 “云原生超級計算挺進千萬數(shù)據(jù)中心”作為主題，宋慶春圍繞會計算的網(wǎng)絡(luò)、3U一體云原生架構(gòu)、零信任云原生三個話題展開探討。

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【51CTO.com原創(chuàng)稿件】后疫情時代，企業(yè)正在積極采用云計算、大數(shù)據(jù)、AI、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)，加速數(shù)字化轉(zhuǎn)型步伐，以此來推動業(yè)務(wù)模式的創(chuàng)新，讓企業(yè)保持可持續(xù)發(fā)展。在企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型過程中，既需要數(shù)據(jù)中心高性能的計算資源，又需要借助云的彈性和靈活性，以面對不同業(yè)務(wù)對于計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)等需求，提高效率并降低IT成本。

那么，如何將數(shù)據(jù)中心與云更好的結(jié)合在一起呢?在近期NVIDIA組織的一次線上媒體溝通會上，NVIDIA網(wǎng)絡(luò)事業(yè)部宋慶春就此與媒體進行了深入的交流與溝通。本次媒體溝通會以“云原生超級計算挺進千萬數(shù)據(jù)中心”作為主題，宋慶春圍繞會計算的網(wǎng)絡(luò)、3U一體云原生架構(gòu)、零信任云原生三個話題展開探討。他表示，在當前的大環(huán)境下，企業(yè)既需要數(shù)據(jù)中心里的無限算力，又需要高安全、高隔離，基于零信任(Zero-trust)的網(wǎng)絡(luò)，而采用云原生技術(shù)，則能夠滿足企業(yè)的各種訴求。

NVIDIA網(wǎng)絡(luò)事業(yè)部宋慶春

借助云原生將超算帶入數(shù)據(jù)中心

大數(shù)據(jù)分析、人工智能等技術(shù)的應(yīng)用落地，需要超算進行支撐。然而，由于超算的使用成本過高，大部分企業(yè)更需要云計算的彈性和靈活性。那么，如何將超算的性能和云的靈活性整合在一起，以一種全新的架構(gòu)來滿足不同業(yè)務(wù)的需求呢?宋慶春認為，借助云原生超算技術(shù)，即能夠?qū)⒊売嬎慵夹g(shù)帶入千家萬戶的數(shù)據(jù)中心，因此云原生將會是未來提供算力平臺的發(fā)展趨勢。

如何將各種云原生的設(shè)備高效的連接起來，是NVIDIA著力解決的技術(shù)難題，而InfiniBand網(wǎng)絡(luò)即是目前最貼切、最合適的網(wǎng)絡(luò)。

“InfiniBand是會計算的網(wǎng)絡(luò)，能夠非常容易的擴展到幾萬、幾十萬、上百萬的節(jié)點規(guī)模，采用軟件來定義的方式也使其變得更易于管理?！彼螒c春表示，InfiniBand網(wǎng)絡(luò)非常適合云原生架構(gòu)，為此NVIDIA推出了Quantum-2平臺，為企業(yè)更好的應(yīng)用InfiniBand網(wǎng)絡(luò)提供很好的支撐。

據(jù)介紹，NVIDIA Quantum-2平臺有三個非常重要的產(chǎn)品，分別是Quantum-2交換機、CONNECTX-7 InfiniBand網(wǎng)卡和基于BlueField-3的InfiniBand DPU，這三款產(chǎn)品擁有多租戶、性能隔離、擁塞控制、超高精度計時器等關(guān)鍵功能。

宋慶春告訴記者，Quantum-2是一個會計算的網(wǎng)絡(luò)，真正實現(xiàn)了數(shù)據(jù)在哪里計算就在那里，契合了超級計算和云原生對網(wǎng)絡(luò)的需求。Quantum-2不但能夠?qū)崿F(xiàn)GPU Driect RDMA對AI業(yè)務(wù)至關(guān)重要的技術(shù)，增加了PDA (Programmable Datapath Acclerator)來對特定流量進行編程和加速，而且還對各種通信模型進行了專門優(yōu)化，提高了All-to-All通信時的通信效率。

在微軟AZURE公有云上測試結(jié)果顯示，使用 InfiniBand動態(tài)路由和擁塞控制技術(shù)，實現(xiàn)了云上性能的保障，同時成功對不同的業(yè)務(wù)進行了隔離，使得業(yè)務(wù)之間不會相互影響，達到了Bare-metal的性能。

3U一體云原生架構(gòu)賦予無限算力資源

DPU等專用芯片的加持，賦予了網(wǎng)絡(luò)全新的生命。

談到NVIDIA 3U一體云原生架構(gòu)，宋慶春首先介紹了NVIDIA DPU產(chǎn)品。他表示，DPU的出現(xiàn)彌補了數(shù)據(jù)中心Infarstucture加速能力不足的問題，實現(xiàn)了DPU、GPU、CPU 3U一體的新型數(shù)據(jù)中心架構(gòu)，讓數(shù)據(jù)中心成為新的計算單元，給數(shù)據(jù)中心算力優(yōu)化提供了全新的資源。因此，3U一體已經(jīng)成為數(shù)據(jù)中心必然架構(gòu)，并通過DPU、CPU和GPU的分工合作實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心最優(yōu)性能。

DPU的出現(xiàn)，為用戶提供了另外一個對業(yè)務(wù)性能進行優(yōu)化的思路，由DPU來運行通信框架，由CPU和GPU執(zhí)行浮點計算，通過DPU加速HPC業(yè)務(wù)中的通信，實現(xiàn)了計算和通信的重疊。

宋慶春通過一組數(shù)據(jù)，詳細介紹了3U 一體云原生架構(gòu)的重要性。iAlltoall是HPC應(yīng)用、AI推薦時經(jīng)常用到的通信模型，通過用DPU和CPU實現(xiàn)計算通信重疊，讓iAlltoall性能得到44%的提升。iAllgather是做大規(guī)模模型訓(xùn)練時用到的一個通信模型，通過DPU和CPU計算通信的Overlap，能夠讓iAllgather性能提升36%。

“DPU的出現(xiàn)，彌補了數(shù)據(jù)中心對于Infarstucture加速能力不足的問題，實現(xiàn)了DPU、GPU、CPU 3U一體新型數(shù)據(jù)中心架構(gòu)，讓數(shù)據(jù)中心成為新的計算單元，給用戶優(yōu)化算力資源提供了想像空間?！彼螒c春如是說。

云原生軟件定義為零信任提供安全保障

在遠程辦公成為新常態(tài)的今天，用戶需要隨時隨地的訪問企業(yè)內(nèi)部數(shù)據(jù)中心與云上的應(yīng)用和數(shù)據(jù)，無處不在的連接，使得網(wǎng)絡(luò)安全面臨著越來越大的挑戰(zhàn)，零信任網(wǎng)絡(luò)則成為保障網(wǎng)絡(luò)安全的必選項。

“傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，如果發(fā)現(xiàn)問題需要200天，修復(fù)問題需要70天，那么數(shù)據(jù)中心將非常不安全。”宋慶春表示，借助NVIDIA DOCA 1.2面向零信任(Zero-trust)的安全框架，即可以很好的保障連接的安全。

據(jù)介紹，在DOCA 1.2中提供了Load Balancers、DPI、 IPS、IDS、下一代防火墻，設(shè)計安全軟件的用戶或者安全軟件的供應(yīng)商，可以直接通過DOCA API調(diào)用在GPU里的硬件加速引擎，讓數(shù)據(jù)中心更安全。

實際上，在今年的GTC上，黃仁勛專門針對Morpheus安全框架進行了講解。Morpheus對未來數(shù)據(jù)中心提供了一個更新的思路，即通過Morpheus利用AI的方式進行安全防御，而不必根據(jù)傳統(tǒng)的安全顧問對于惡意攻擊或者是其他安全特定模型的識別來進行有限的安全防御，利用AI深度學習的方式可以讓數(shù)據(jù)中心得到全方的保護，讓數(shù)據(jù)中心自動偵測惡意行為，并采取措施，防止網(wǎng)絡(luò)受到攻擊。

據(jù)介紹，NVIDIA 以太網(wǎng)和InfiniBand網(wǎng)絡(luò)都實現(xiàn)了與Morpheus的整合，特別是InfiniBand網(wǎng)絡(luò)的UFM Cyber-AI與Morpheus進行聯(lián)合，不但實現(xiàn)了對網(wǎng)絡(luò)中異常行為的識別處理，同時也實現(xiàn)了對于未來網(wǎng)絡(luò)中有可能出現(xiàn)的異常情況進行推測，并進行自我預(yù)防保護。

宋慶春表示，借助NVIDIA Morpheus的零監(jiān)督自學習的框架，能夠?qū)崿F(xiàn)600倍快的遙測數(shù)據(jù)處理速度，生成超過百萬甚至超過千萬的模型，與數(shù)據(jù)中心里面進行匹配，實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心異常監(jiān)控與處理。

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