DARPA стремится сделать сети в 100 раз быстрее с FastNIC

3 октября 2019 г., 10:25

Сети и Интернет

Медленное соединение всегда расстраивает, но только представьте, что чувствуют суперкомпьютеры. Все эти ядра выполняют молниеносную обработку всех видов, но, в конце концов, все они ожидают синхронизации на устаревшем сетевом интерфейсе. DARPA не нравится это. Поэтому DARPA хочет изменить это, в частности, сделав новый сетевой интерфейс в сто раз быстрее.

Проблема здесь следующая. По оценке DARPA, процессоры и память на компьютере или сервере могут в общем работать со скоростью примерно 10 ^ 14 бит в секунду - это удобно в терабитной области - и сетевое оборудование, такое как коммутаторы и оптоволокно, способны эту скорость поддерживать.

«Истинным узким местом для пропускной способности процессора является сетевой интерфейс (NIC), используемый для подключения машины к внешней сети, такой как Ethernet, что серьезно ограничивает возможности загрузки данных процессоров», - объяснил Джонатан Смит (Jonathan Smith) из DARPA в сообщении агентства о проекте.

Этот сетевой интерфейс позволяет принимать данные из сети и передавать их в собственные системы компьютера или наоборот. К сожалению, его производительность обычно в гигабитном диапазоне.

Эта разница между NIC и другими компонентами сети означает фундаментальное ограничение в том, как быстро можно обмениваться информацией между различными вычислительными блоками - такими как сотни или тысячи серверов и графических процессоров, которые имеются в суперкомпьютерах и ЦОД. Чем быстрее один блок может поделиться своей информацией с другим, тем быстрее они смогут перейти к следующему заданию.

С помощью программы FastNIC DARPA хочет «заново изобрести сетевой стек» и повысить пропускную способность в 100 раз. В конце концов, если им удастся решить эту проблему, их суперкомпьютеры будут иметь огромное преимущество перед другими в мире, в частности теми, которые в Китае, годами соперничающем с США на арене высокопроизводительных вычислений. Но это не будет легко.

«Создание сетевого стека сопряжено с большими затратами и сложностями, - сказал Смит. - Оно начинается с аппаратного обеспечения: если вы не можете сделать его правильно, вы застряли. Программное обеспечение не может делать вещи быстрее, чем позволяет физический уровень, поэтому сначала нам нужно изменить физический уровень».

Другая основная часть, естественно, будет переделывать сторону программного обеспечения, чтобы справиться с огромным увеличением масштаба данных, которые придется обрабатывать интерфейсом. 100x потребует в значительной степени повторной разработки системы.

Исследователи агентства - конечно, поддерживаются любыми частными предпринимателями, которые хотят, так сказать, участвовать, - стремятся продемонстрировать 10-терабитную связь, хотя пока еще нет графика разработки. Но хорошая новость на данный момент заключается в том, что все библиотеки программного обеспечения, созданные FastNIC, будут с открытым исходным кодом, поэтому этот стандарт не будет ограничиваться запатентованными системами Министерства обороны.

FastNIC только начинается, поэтому забудьте об этом сейчас. Когда DARPA взломает код через год или три, об этом будет сообщено.