為 GPU 叢集打造的無損 800G 乙太網路 fabric

IP Infusion 交付完整的 AI fabric:經驗證的 800G 與 400G 交換器預載 OcNOS-DC,具備無損 RoCEv2、動態負載平衡以及 PFC 死鎖偵測與恢復,由單一支援合約涵蓋。NIC、GPU 與交換器供應商仍由您自行選擇。

600+家業者採用 OcNOS
60+個國家
40+款合格平台
軌道最佳化 AI fabric 即時視圖兩台 Tomahawk 5 spine 連接四台 rail leaf。每台 GPU 伺服器分別以一張 NIC 接到每台 rail leaf。同 rail 流量留在所屬 leaf;跨 rail 流量經由 spine 轉送。SpineRail leafGPU 伺服器Tomahawk 5 · 800G
每張 GPU NIC 各走自己的 rail。同 rail 流量留在所屬 leaf;跨 rail 流量經由 spine 轉送。

GPU fabric 必須做對的事

AI fabric 是連接 GPU 伺服器的乙太網路。它必須無遺失地承載 RoCEv2 流量,並讓每條鏈路保持忙碌,因為一個遺失的封包就會讓集合通訊在 NIC 重送期間停滯,一條壅塞的鏈路就會拖慢整個訓練作業。

有三種流量模式會讓訓練作業停滯。OcNOS-DC 針對每一種都有解決方式。

相同的流量,相同的四條上行鏈路。差別在於資料流如何分配。

上行鏈路 1
上行鏈路 2
上行鏈路 3
上行鏈路 4

靜態 ECMP 依雜湊將每條大型資料流固定在一條上行鏈路,結果兩條上行鏈路壅塞,另外兩條幾乎閒置。

示意圖。

所有 GPU 同時通訊
靜態 ECMP 將大型資料流固定在一條上行鏈路,導致部分鏈路壅塞,其他鏈路閒置。
→ DLB 將 flowlet 從壅塞的上行鏈路移往負載較低的路徑。
了解 DLB 運作方式 →
突發流量集中在一個連接埠
多個傳送端在數微秒內同時抵達同一連接埠。
→ ECN 標記 在緩衝區填滿前通知支援 DCQCN 的 NIC 降速。
→ PFC 死結恢復 可自動清除卡住的佇列。
了解 DCQCN 運作方式 →
一個封包遺失,作業就會停滯
遺失的資料必須由 NIC 重送,因此一個封包遺失就會讓集合通訊停滯。
→ PFC 與 ECN 確保 RoCEv2 流量無損。
了解 RoCEv2 運作方式 →

GLB 將於 OcNOS 7.1 推出,可在整個 fabric 範圍內平衡負載。 關於 GLB →

每張 GPU NIC 各自獨佔一條 rail

每台 GPU 伺服器分別以一張 NIC 接到八台 rail leaf。同 rail 的 AllReduce 流量留在所屬 leaf;只有跨 rail 流量才會抵達 800G Tomahawk 5 spine。pod 可在同一批交換器上擴充。

rail 最佳化 AI fabric 拓撲:四臺 800G Tomahawk 5 spine 位於八臺 rail leaf 之上,四臺 GPU 伺服器各自將其八塊 NIC 中的一塊映射到不同的 rail leaf,因此 rail 內 AllReduce 停留在一臺 leaf 上。
rail 最佳化單 pod:每臺 GPU 伺服器的 8 塊 NIC 按每條 rail 一塊映射到 8 臺專用 leaf,因此同 rail AllReduce 停留在 leaf 上,只有跨 rail 流量才會到達 spine。

參考設計以 1,024-GPU 的軌道最佳化建置為例,逐項說明拓撲、交換器數量、鏈路、光模組,以及依距離區分的佈線。

技術摘要

OcNOS-DC 在 fabric 中執行的功能。點選連結查看深入說明。

OcNOS-DC AI fabric 技術摘要
領域 OcNOS-DC 深入說明
無損傳輸 RoCEv2,支援依優先順序的 PFC、ECN 標記與 ETS。支援跨路由邊界的 PFC over L3。
壅塞控制 為支援 DCQCN 的 NIC 提供 ECN 標記,Tomahawk 5 上支援 Dynamic ECN。交換器封包緩衝區調校。
負載平衡 Tomahawk 4 與 5 上的動態負載平衡(DLB),支援 RoCEv2 目的地 QP 雜湊;Tomahawk 5 上支援 Reactive Path Rebalance。GLB 將於 OcNOS 7.1 推出,把負載平衡延伸至整個 fabric。
死結保護 PFC 死結偵測與復原。
伺服器設定 DCBX 將無損設定推送至伺服器。
遙測 基於 OpenConfig 模型的 gNMI 串流遙測:on-change、dial-in 與 dial-out。
自動化 支援 IPv4 與 IPv6 的 ZTP。從 Day 0 到 Day 2 的 Ansible playbook。IP Maestro 透過 NETCONF 管理。
拓撲 Rail-only、軌道最佳化兩層,以及軌道最佳化三層。
規模 兩層可達 4,096 顆 GPU,於 Tomahawk 5 上每顆 GPU 800G。三層可達 16,384 顆 GPU。
Ultra Ethernet IP Infusion 是 Ultra Ethernet Consortium 的成員。

依 GPU 數量規劃規模

選擇叢集規模,查看所需的 fabric。接著在 Design Suite 中規劃您自己的規模,並產生物料清單。

1,024 顆 GPU

32
葉交換機
16
台 spine
48
台交換器

兩層

基於 Tomahawk 5 的軌道最佳化參考設計。每個 1,024 顆 GPU 的 pod 為 1:1 無阻塞;16,384 顆 GPU 的設計採用約 2:1 的 super-spine。

經過驗證的 800G 與 400G 交換器

來自 Edgecore 與 UfiSpace 的 Tomahawk 5 spine 與 Tomahawk 4 leaf。

Edgecore AIS800-64D 800G spine 交換器

Edgecore AIS800-64D

64 x 800G · 51.2 Tbps

QSFP-DD800 · 分接為 2x400G / 4x200G / 8x100G

Spine · Tomahawk 5
規格書 →
UfiSpace S9321-64E 800G spine 交換器

UfiSpace S9321-64E

64 x 800G · 51.2 Tbps

QSFP-DD800 · 分接為 2x400G / 4x200G / 8x100G

Spine · Tomahawk 5
規格書 →
Edgecore AS9736-64D 400G leaf 交換器

Edgecore AS9736-64D

64 x 400G · 25.6 Tbps

QSFP56-DD 400G · 分接為 4x100G / 4x25G · DAC / AOC

Leaf · Tomahawk 4
規格書 →

查看全部 40+ 款合格平台 →

一套系統,一份合約

單一支援管道

OcNOS-DC 依交換器型號與 ASIC 步進預先安裝並完成認證。一份 PO、一份支援合約、單一 RMA 路徑。P1 回應時間從 8 小時(Standard)到 30 分鐘(Enterprise)。

查看支援詳情

單一主控台管理所有設備

IP Maestro 透過 NETCONF 管理拓撲、故障、組態與軟體映像,位於您的 OSS 之下。

了解 IP Maestro

多廠商互通性經過驗證的光模組

多家廠商的光模組已驗證互通性。歡迎索取適用於您建置的光收發器清單。

索取光收發器清單

常見問題

OcNOS-DC 是否真正 "AI-native"、還是僅在 RoCEv2 基礎上加了些擴展?
OcNOS-DC 實作 AI 工作負載所仰賴的交換器端機制:搭配 PFC 與 ECN 的無損 RoCEv2、Tomahawk 5 上的 Dynamic ECN、動態負載平衡(DLB)、交換器緩衝區調校,以及 PFC 死結偵測與復原。集合通訊邏輯(xCCL)、壅塞控制的 NIC 端部分(例如 DCQCN)以及作業排程則在 NIC 與叢集排程器中執行,不在交換器內。
OcNOS-DC 的界線在哪裡?NIC 與叢集排程器又從哪裡接手?
OcNOS-DC 負責交換器端:用於無損 RoCEv2 的 PFC 與 ECN、動態負載平衡、PFC 死結復原與 gNMI 串流遙測。NIC 負責集合通訊函式庫(xCCL)與 RDMA 端點。叢集排程器負責配置作業,並可運用交換器的遙測資料。這樣的分工讓您的 NIC、GPU 與協調系統都能自由替換。
OcNOS AI Fabric 與 NVIDIA Spectrum-X、SONiC、Arista、Cisco 或 DriveNets 相較如何?
OcNOS-DC 提供完整的 AI fabric:經過驗證的開放式交換器與 OcNOS-DC,以 OcNOS Systems 形式交付,由單一支援合約涵蓋,並與運行服務供應商網路的 OcNOS 同屬一個產品家族。它運行於 Broadcom 晶片,提供無損 RoCEv2(PFC 與 ECN)、動態負載平衡與 Tomahawk 5 上的 Reactive Path Rebalance、PFC 死結復原,Premium 與 Enterprise 等級提供 24/7 支援入口網站,且不綁定 NIC、GPU 或硬體。其他選項的差異在於 NIC、交換器與軟體的採購與支援方式;社群開源發行版則將整合與支援留給營運方自行處理。
Ultra Ethernet(UEC)1.0 對 OcNOS AI Fabric 代表什麼意義?
OcNOS-DC 目前已在生產環境中執行搭配 PFC 與 ECN 的無損 RoCEv2 以及動態負載平衡,IP Infusion 也是 Ultra Ethernet Consortium(UEC)的成員。UEC 1.0 定義了一種多路徑乙太網路傳輸,可將一條資料流分散到多條路徑,而不是固定在單一 ECMP 雜湊上,這項端點行為在支援 UEC 的 NIC 上執行。若要規劃 UEC 如何配合特定建置,請洽詢 IP Infusion 工程師,並參閱 Ultra Ethernet 深度解析.
OcNOS-DC 如何保持 fabric 無損,又如何防範 PFC 死鎖?
三種機制:PFC 在緩衝區溢位前依優先順序暫停流量,ECN 提早標記封包讓傳送端降速,ETS 讓 RDMA 流量優先於較低優先順序的流量。在此之上,PFC 死結偵測與復原會找出暫停死結,並在作業停擺前將其清除,讓停滯的連接埠無需手動重設即可復原。支援跨路由邊界的 PFC over L3。
DLB 是什麼?在 OcNOS 7.1 中導入的 GLB 又帶來哪些變化?
在 AllReduce 期間,標準 ECMP 將每條資料流在其存續期間固定在一條上行鏈路,最大的幾條資料流因此相互碰撞,同步只能等待壅塞的鏈路。DLB 目前在本地一跳將 flowlet 從壅塞的上行鏈路移往負載較低的路徑,Tomahawk 5 另外加入 Reactive Path Rebalance。GLB 將於 OcNOS 7.1 推出,把負載平衡延伸至整個 fabric,適用於數千顆 GPU 規模的大型叢集。
OcNOS AI fabric 支援哪些交換器硬體與 800G 光模組?
fabric 運行於 Edgecore 與 UfiSpace 經過驗證的 Broadcom Tomahawk 4 與 5 交換機。800G spine(Edgecore AIS800-64D 與 UfiSpace S9321-64E,Tomahawk 5,64 x 800G QSFP-DD800,51.2 Tbps)可拆分為 400G、200G 與 100G;400G leaf(Edgecore AS9736-64D,Tomahawk 4,64 x 400G QSFP56-DD,25.6 Tbps,採用片上快取)可拆分為 100G 與 25G。光模組已與多家廠商證實互通,請聯繫我們獲取適用於您構建方案的光模組清單。交換平台均列於 HCL 中。
誰為 AI fabric 提供支援?硬體是否也一併涵蓋?
以 OcNOS Systems 形式採購 fabric 時,一份 IP Infusion 合約即可同時涵蓋 OcNOS-DC 軟體與經過驗證的交換器硬體,因此只需對接一個 TAC 和一份 SLA。支援服務分為多個等級:Standard 包含電子郵件 TAC、工作時間電話支援與硬體 RMA 協調,P1 回應時間為 8 小時;Premium 增加 24/7 客戶支援入口網站,P1 回應時間為 2 小時;Enterprise 進一步提供 30 分鐘 P1 回應,並配備客戶成功經理。24/7 入口網站僅於 Premium 與 Enterprise 等級提供。

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