RoCEv2 · DLB · Ultra Ethernet

AIファブリックにおけるInfiniBand対Ethernet

大半の AI ファブリックには Ethernet を。レイテンシが重要な HPC には InfiniBand を。 RoCEv2 を備えた最新の Ethernet は、オープンなマルチベンダーハードウェア上で 400G および 800G の本番ファブリックを稼働させており、OcNOS-DC は本日それを提供します。本ガイドでは、それぞれが今なお適する領域を解説します。

Two-thirdsEthernet シェア、AI スケールアウト
最大 800G本番 RoCEv2 ファブリック
1 NOSオープンハードウェア上の OcNOS-DC
600+OcNOS 上のオペレーターネットワーク
2 つのファブリック、2 つの運用モデル

同じ GPU、大きく異なる 2 つのネットワーク

左側はシングルベンダーの InfiniBand ファブリック。1 つのシリコンベンダー、1 つのスイッチ製品ライン、1 つの NIC エコシステム、そしてデータセンターの他の部分から分離されたサブネットマネージャー。右側はマルチベンダーのオープン Ethernet ファブリック。あらゆるベンダーの RoCEv2 または UEC NIC、Broadcom のスイッチシリコン、NOS としての OcNOS-DC、そして既に運用中と同じプロトコル。

InfiniBandによる単一ベンダーファブリック対マルチベンダーEthernetファブリック Two side-by-side fabric topologies. Left: a single-vendor InfiniBand fabric with two IB switches and three GPUs. Right: a multi-vendor Ethernet fabric with two OcNOS-DC spines and three GPUs with RoCEv2 or UEC NICs. Bottom labels contrast a single-vendor stack with an open multi-vendor stack. INFINIBAND · SINGLE-VENDOR ETHERNET · OPEN MULTI-VENDOR IB Switch-1Quantum-class IB Switch-2Quantum-class GPUIB NIC GPUIB NIC GPUIB NIC SINGLE NIC + SWITCH VENDOR SUBNET MANAGER · LIMITED MULTI-TENANCY Spine-1OcNOS-DC · TH5 Spine-2OcNOS-DC · TH5 GPURoCEv2/UEC GPURoCEv2/UEC GPURoCEv2/UEC MULTI-VENDOR · OPEN HARDWARE RoCEv2 · DLB · GLB · UEC · EVPN-VXLAN · gNMI SINGLE-VENDOR STACK vs OPEN MULTI-VENDOR STACK
両者の比較

InfiniBand と Ethernet を軸ごとに比較

InfiniBand は低レイテンシかつロスレスの RDMA のために専用設計され、20 年にわたり密結合 HPC において確かな優位性をもたらしてきました。DCB スタック、RoCEv2、さらに DLB や UEC を基盤とする最新の Ethernet は、この数年でそのギャップを埋めてきました。どのギャップが依然として重要かはワークロードによります。

Axis InfiniBandsingle-vendor EthernetRoCEv2 / UEC、オープン
レイテンシー下限NIC間エンドツーエンドの超低遅延。スイッチホップは通常数百ナノ秒。IBよりも数百ナノ秒高いフロアながら、大規模分散学習の集合通信の大半に影響を与える閾値を十分に下回るレベル。
損失耐性アーキテクチャによるロスレス(クレジットベースのフロー制御)。PFC+ECN+DCQCNによるロスレス。本日時点で本番運用グレード。UECはPFC pauseへの依存をさらに低減します。
マルチパス/ロードバランシング仕様に組み込まれたアダプティブルーティング。スタティックECMPに加え、適応型シングルホップ向けのDLB、エンドツーエンド向けのGLB(OcNOS 7.1)、次世代向けのUECパケットスプレー。
ベンダーエコシステムNICとスイッチシリコンの両方で実質的に単一ベンダー構成。ASIC、スイッチ、NIC、NOS、光モジュールの各レイヤーでマルチベンダー。UECはベンダーニュートラルな相互運用を明示的に目指して設計されています。
運用モデルサブネットマネージャー(UFMクラス)。DCの他部分とは異なる領域。別個のスキル、別個のツール群。既に運用中のものと同じBGP、EVPN、gNMI。DCの他部分と同じ自動化ツール(Ansible、NETCONF、OpenConfig)。
Multi-tenancy限定的:パーティショニングは存在するが、第一級の概念ではない。EVPN-VXLANによる第一級の対応。GPU-as-a-Service、マルチチームクラスター、共有インフラのすべてが自然に成立。
長距離 DCIそのための設計ではなく、IB-over-WANゲートウェイが必要。400G ZR/ZR+コヒーレントプラガブルとEVPN DC間接続によりネイティブに対応。
ストレージの統合ストレージはコンピュートと並走:IB接続ストレージが必要。NVMe-oF、NFS、S3をすべて同一のイーサネットファブリック上で。
ポートあたりコスト(一般的な400G以上)プレミアム、単一ベンダーの価格設定。オープンハードウェアのスパイン+OcNOS-DC NOSは、ベンダーロックインされた代替製品を大幅に下回ります。
ロードマップの推進速度単一ベンダーのリリースサイクルに左右される。UEC コンソーシアム(AMD、Arista、Broadcom、Cisco、HPE、Intel、Meta、Microsoft、Oracle)が、公開された仕様の進化を推進します。
選択

それぞれが適する領域

正しい答えはワークロードごとに異なります。絶対的なレイテンシの下限が要件となる場合は InfiniBand を、運用モデル、コスト、あるいはサイト間のリーチが決め手となる場合は Ethernet を選択してください。

InfiniBandを選ぶ場合

レイテンシの下限が契約要件

総所有コストよりも絶対的なレイテンシの下限が重要となる HPC シミュレーション、およびロックインが許容される密結合で専有のシングルテナントクラスター。

Ethernet を選ぶケース

運用モデルが重要

マルチテナントの GPU-as-a-Service、およびデータセンターの他の部分とインフラを共有するクラスター。ここでは 1 つの運用モデル、1 つのツールスタック、そしてマルチベンダーのサプライチェーンが勝ります。

Ethernet を選ぶケース

GPU フロップあたりのコストが決め手

OcNOS-DC を搭載したオープンハードウェアのスパインは、シングルベンダーのネットワークプレミアムを排除します。数千 GPU 規模のクラスターでは、これはハードウェア予算のかなりの割合に相当します。

Ethernet を選ぶケース

ファブリックがデータセンターにまたがる

トレーニング実行が 2 つのホールまたは 2 つのリージョンをまたぐ可能性がある場合、コヒーレント DCI、EVPN インター DC、そして標準的なマルチベンダー光学部品が、四半期がかりのラインシステムプロジェクトではなく 1 日で解決できる課題にします。

ギャップが埋まった領域

最新の Ethernet が加えたもの

3 つの進展が本番 AI ファブリックを Ethernet へと移行させました。真にロスレスな動作、輻輳したアップリンクからフローを遠ざけるアダプティブルーティング、そしてスプレーに適した次世代トランスポートです。

ロスレスな動作

RoCEv2 with PFC、DCQCN、そして PFC デッドロックウォッチドッグ は、AI コレクティブが必要とするロスレス RDMA トランスポートを、標準 Ethernet 上で本日、本番グレードで提供します。

アダプティブルーティング

AIワークロードにおける静的ECMPの衝突は現実の課題だが、 DLB は、サブミリ秒のウィンドウでローカルな輻輳に応じてフローレットを再配分し、OcNOS 7.1 の GLB はこれをエンドツーエンドのパススコアリングへと拡張します。

スプレーに適したトランスポート

Ultra Ethernet(UEC 1.0、2025 年 6 月)は次をもたらします packet spray、マルチパス RDMA、アウトオブオーダー配送 を標準 Ethernet に。今 RoCEv2 上に構築し、NIC の出荷に合わせて UEC への明確な移行パスを確保してください。

TCO に関する考察

ネットワークはわずかな費目にすぎないため、比較は何を生み出すかに費やす

5 年間で見ると、スイッチングレイヤーはクラスター TCO の 1 桁パーセントであり、NIC、光学部品、配線を加えると上昇します。有益な問いは費目そのものではなく、節約された資本が何を賄うかです。

  • 同等の容量では、シングルベンダーの InfiniBand はオープンハードウェアの Ethernet に対して価格プレミアムを伴います。
  • 節約された資本は、より多くの GPU、より大規模なストレージ層、あるいは冗長性のための第 2 サイトを賄います。
  • ファブリックがマルチテナントであるか、データセンターの他の部分と共有される場合、1 つのネットワークモデルは費目上の差額を上回る価値を持ちます。
IP Infusion の見解

どちらにも適所があり、大半の AI ファブリックは Ethernet に属する

Ethernet はすべてのワークロードで勝るわけではありませんが、運用面および経済面の論拠は大半において決定的であり、技術的ギャップが埋まるにつれて一段と強まります。

どちらにも適所がある

Ethernet はすべてのワークロードで勝るわけではありません。絶対的な下限のレイテンシ要件を持つ密結合 HPC クラスターは、依然として InfiniBand に有利です。

大半の AI ファブリックは Ethernet に属する

ハイパースケールにおける本番 AI トレーニングおよび推論は、運用面および経済面の論拠が強まり、技術的ギャップが埋まり続けるなかで Ethernet へと移行しています。

OcNOS-DC はオープンな道筋

今日のRoCEv2、今日のDLB、次のGLB、そしてNIC出荷に合わせたUEC。Edgecore、UfiSpaceほかの検証済みオープンハードウェア上で、単一のNOS、単一の機能ロードマップを実現します。

よくある質問

InfiniBand 対 Ethernet、その答え

Ethernet は、InfiniBand と比較して AI トレーニングに十分な速度を備えていますか。
大規模なほとんどの分散トレーニングの集合演算については、はい。Ethernetは、InfiniBandよりも数百ナノ秒だけレイテンシの下限が高くなりますが、PFC、DCQCN、DLBを備えたRoCEv2が正しく設定されていれば、これはほとんどのワークロードに影響を与える閾値を下回ります。
どのような場合に、依然としてInfiniBandを選ぶべきですか。
絶対的なレイテンシの下限がtotal cost of ownershipよりも重要となる緊密なHPCシミュレーションや、single-vendorのlock-inが許容されるクローズドなシングルテナントクラスタには、InfiniBandを選択してください。
AI fabric において Ethernet が優位となるのはどのような場合ですか。
Ethernet は、マルチテナントの GPU-as-a-Service、data center の他の部分と単一の運用モデルおよびツールを共有するクラスタ、コストを重視する数千 GPU 規模の構築、そして coherent DCI と EVPN を介して data center 間にまたがる fabric において優位に立ちます。
OcNOS は InfiniBand との差をどのように埋めますか。
OcNOS-DC は、RoCEv2 の lossless トランスポート、DLB アダプティブルーティング、および PFC デッドロックウォッチドッグを現時点で提供し、エンドツーエンドのパススコアリング向けの GLB を 7.1 で、UEC サポートを対応 NIC の出荷に合わせて提供します。これらはすべて、Edgecore や UfiSpace といったベンダーの検証済み open hardware 上で動作します。
ハイパースケーラーは AI 向けに InfiniBand を Ethernet へ置き換えているのか?
おおむねその通りですが、InfiniBand が消え去るわけではありません。Dell'Oro Group によれば、Ethernet は AI バックエンド(スケールアウト)スイッチングで InfiniBand を上回り、2026 年初頭までに市場の約 3 分の 2 に達しました。これは 2023 年後半の InfiniBand の約 80 パーセントのシェアからの変化です。Dell'Oro はまた、NVIDIA Blackwell Ultra 800G の立ち上がりに伴う InfiniBand の力強い反発にも言及しており、密結合 HPC における専門的な選択肢であり続けています。Meta は、2 つの 24,576-GPU クラスターのうち 1 つで、RoCE Ethernet ファブリック上で最大規模のモデルをトレーニングしていると述べています。AMD、Arista、Broadcom、Cisco、Eviden、HPE、Intel、Meta、Microsoft、Oracle をステアリングメンバーに含む Ultra Ethernet Consortium が、この方向性を標準化しています。理由は運用面および経済面にあります。データセンターの他の部分と共有される 1 つのネットワークモデル、マルチベンダーのサプライチェーン、そして 400G および 800G におけるポートあたりの低コストです。
AI クラスターネットワーキングにおける InfiniBand の最良の代替は何か?
RoCEv2 を備えた Ethernet が主流の代替です。PFC、ECN、DCQCN を用いて RDMA をロスレスで伝送し、DLB によるアダプティブルーティングを加え、UEC NIC の出荷に伴い Ultra Ethernet を通じて packet spray とマルチパス RDMA を獲得します。OcNOS-DC を稼働させるオープンハードウェア上では、シングルベンダーのファブリックではなくマルチベンダースタックでこれを提供します。
Ultra Ethernet と InfiniBand の違いは何か?
Ultra Ethernet(UEC)は、InfiniBand を特徴づけてきたトランスポート技術を標準 Ethernet にもたらします。すなわち、全パスにわたる packet spray、マルチパス RDMA、アウトオブオーダー配送、そして選択的再送です。2025 年 6 月に公開された UEC 1.0 仕様がこのトランスポートを定義します。違いはエコシステムにあります。InfiniBand は NIC およびスイッチシリコンにおいて実質的にシングルベンダーであるのに対し、Ultra Ethernet はあらゆるベンダーが準拠して構築できるオープンかつマルチベンダーの仕様です。
Ethernet の AI ファブリックは InfiniBand と比べてどれほどのコストがかかるのか?
スイッチングレイヤーは AI クラスターの総所有コストにおけるわずかな割合であり、通常は 5 年間で 1 桁パーセントですが、NIC、光学部品、配線を加えるとこの数字は上昇します。同等の容量では、シングルベンダーの InfiniBand は一般に、OcNOS-DC を稼働させるオープンハードウェアの Ethernet に対して価格プレミアムを伴います。より有益な問いは、節約された資本が何を賄うか、すなわちより多くの GPU、より大規模なストレージ層、あるいは冗長性のための第 2 サイトかということです。

次のクラスターのサイジングをお考えですか? ワークロード固有のレビューをご利用ください

ワークロードと GPU 規模をお知らせいただければ、IP Infusion のエンジニアが一緒に計算を進めます。あるいは AI Fabric Design Suite で初期段階の leaf-spine レイアウトから始めることもできます。