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ESnet6, réseau haute capacité, haute performance avec FPGA de AMD

Technologies |
Par Daniel Cardon


AMD vient d’annoncer sa collaboration avec l’Energy Sciences Network (ESnet) pour le lancement d’ESnet6, la toute dernière génération du réseau haute performance du ministère américain de l’Énergie (DOE) dédié à la recherche scientifique.

AMD travaille en étroite collaboration avec ESnet depuis 2018 pour intégrer un puissant calcul adaptatif pour les nœuds du réseau intelligents et programmables d’ESnet6. Le système de surveillance des paquets à l’échelle extrême d’ESnet6 utilise des cartes accélératrices connectées au réseau basées sur des FPGA AMD Alveo™ U280 au niveau des nœuds de commutation du réseau central. Cela permettra un traitement des paquets à haute sensibilité et contribuera à améliorer la précision de la surveillance et de la gestion du réseau afin d’améliorer ses performances. Le caractère programmable permet d’ajouter de nouvelles capacités pour une innovation en continue du réseau.

Afin de personnaliser les accélérateurs AMD Alveo U280 2x100Gb/s en tant que cartes d’interface réseau (NIC) pour ESnet6, la superposition OpenNIC, développée par AMD, a été utilisée pour apporter une interface réseau standard au équipements de connexion hôte, ce qui permet d’implémenter facilement des fonctions réseau nouvelles et expérimentales sur la carte Alveo. OpenNIC a depuis été mis en libre accès après avoir été utilisé et développé avec succès par ESnet, ainsi que par divers groupes de recherche universitaires de premier plan. L’utilisation des outils de développement VitisNetP4 d’AMD, qui permettent de compiler le langage de traitement des paquets P4 sur du matériel FPGA, a également joué un rôle important dans l’innovation rapide par des non spécialistes du matériel.

Les cartes AMD Alveo U280, utilisant OpenNIC et VitisNetP4, sont en cours de déploiement sur chaque nœud du réseau ESnet6. L’approche  » high touch  » basée sur le traitement accéléré par FPGA permet de surveiller chaque paquet du réseau ESnet6 à des taux de transfert extrêmement élevés afin d’obtenir une vision approfondie du comportement du réseau et de détecter et corriger rapidement les problèmes et les points chauds du réseau. La carte Alveo U280 avec la plate-forme OpenNIC fournit également l’adaptabilité nécessaire pour permettre le déploiement continu de nouvelles capacités à la communauté des utilisateurs finaux, à mesure que les besoins évoluent au cours de la durée de vie d’ESnet6.

Les avantages du calcul adaptatif d’AMD à des débits de ligne de réseau élevés sont également appliqués aux extrémités d’ESnet6. Les instruments scientifiques distribués à l’échelle mondiale sont les principales sources des flux scientifiques « big data » que l’ESnet doit prendre en charge. La carte Alveo avec OpenNIC peut être utilisée pour le filtrage et la mise en forme personnalisés des données avant leur transmission sur ESnet. Pour les installations de supercalculateurs, qui sont parmi les destinations de ces grands ensembles de données, la carte Alveo avec OpenNIC peut être utilisée pour équilibrer la charge entre les serveurs de calcul et de stockage.

Mise en réseau haute capacité et haute performance
Basé au Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab), ESnet sert de « système de circulation des données » pour le DOE, reliant tous ses laboratoires nationaux et des dizaines de milliers de chercheurs financés par le DOE. Cela inclut les principaux instruments scientifiques et centres de supercalculateurs du DOE – notamment le premier système exascale au monde, le supercalculateur Frontier alimenté par des CPU AMD EPYC™ et des accélérateurs AMD Instinct™.

Avec plus de 46 térabits par seconde de bande passante, ESnet6 présente une augmentation significative de la bande passante par rapport aux générations précédentes, afin de prendre en charge les besoins uniques de la recherche scientifique. Grâce à cette augmentation de capacité, ainsi qu’à de nouvelles capacités de service, les scientifiques peuvent plus rapidement traiter, analyser, visualiser, partager et stocker les montagnes de données de recherche produites par les expériences, la modélisation et les simulations. Les données circulent rapidement entre les sites interconnectés et les collaborateurs, ce qui réduit les délais de recherche.

Selon Inder Monga, directeur exécutif d’ESnet: « ESnet6 est conçu pour faciliter l’investissement de plusieurs milliards de dollars du DOE dans la recherche scientifique qui mène à des percées ayant un impact sur notre vie quotidienne. Il représente un changement transformationnel dans la façon dont les réseaux sont construits pour la recherche scientifique « . La technologie d’AMD nous aide à améliorer la résilience, la flexibilité et les performances du réseau. »

ESnet  –  AMD

Liens complémentaires :

AMD Alveo Data Center Accelerator Cards

AMD Exascale Computing Technologies et AMD HPC Solutions

 

 

 

 


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