網路定義 · Scale-out · RoCEv2

什麼是 GPU Fabric?

GPU fabric 是跨伺服器與 pod 互連 GPU 的後端網路,讓它們能共同處理同一個訓練或推論作業。 它承載 GPU 在集合作業期間交換的 RDMA 流量,與用於管理和儲存的前端網路分開。它是 scale-out 網路,起始於伺服器內 scale-up 域(例如 NVLink)結束之處,由運行無損 RoCEv2 的 rail-optimized 與 Clos 拓撲建構,而 OcNOS-DC 在 Broadcom Tomahawk 5 硬體上提供它。

4,096 個 GPU雙層,1:1 無阻塞
最多 16,384 個 GPU三層 rail 最佳化
51.2 TbpsTomahawk 5 · 64x800G
1 NOS開放硬體上的 OcNOS-DC

scale-up 結束,scale-out 開始

GPU fabric 位於一條清楚邊界的一側。在伺服器內部,scale-up 域以 terabit 速度運行;在伺服器之間,scale-out GPU fabric 承載其餘部分。一次集合作業先在域內使用 scale-up,接著由此 fabric 承載跨伺服器的流量。

伺服器內部

Scale-up 域

GPU 伺服器內部及其緊密耦合域的極高頻寬互連,例如 NVL72 機架內的 NVLink。在這裡,GPU 之間的通信就像一個大型加速器。這不是 GPU 網路。

伺服器之間

橫向擴展 GPU 網路

跨越以下各層、位於伺服器與 pod 之間的乙太網路 rail、leaf、spine 與 Clos 各層。這才是 GPU 網路。由於縱向擴展會先把資料移到目標軌道上,這個平面主要承載同軌道和跨 pod 流量,這正是在這裡值得專門投入 1:1 無阻塞的原因。

Rail 與 Clos

多數 GPU fabric 是 rail 最佳化的 leaf-spine 網路:GPU 伺服器的 8 塊 NIC 各自連接到專用的 rail leaf,因此佔主導的同 rail AllReduce 流量留在一台 leaf 上,絕不穿越 spine。超出 4,096 個 GPU 的單個 pod 後,同樣的 rail 最佳化設計增加 super-spine 層。

軌道最佳化葉交換器

伺服器的 8 NICs 對應到自己的 rail leaf,讓主要的同 rail AllReduce 流量留在同一個 leaf 上,遠離 spine。

三層規模

在 Tomahawk 5 上,雙層 fabric 可達 4,096 個 GPU ,每個 GPU 800G,1:1 無阻塞;超過此規模,第三層最多可擴展至 16,384 個 GPU.

無損 RoCEv2 傳輸

GPU 平面透過以下方式承載 RDMA RoCEv2,經工程設計為無損,使集合作業永不因丟包而停滯。

無損 RoCEv2,而 OcNOS-DC 提供它

GPU 以 RoCEv2 上的 RDMA 搬移資料,而 RDMA 在封包遺失時表現不佳。因此 GPU fabric 經工程設計為無損並維持負載均勻,使任何連結都不會在集合作業期間成為熱點。OcNOS-DC 在 Broadcom Tomahawk 5 上提供的正是這一點,作為開放、多廠商硬體的推手。

  • 以 Priority Flow Control(含 L3 上)與 ECN 工程設計為無損,使訓練步驟永不因丟包而停滯。
  • 透過 DLB 維持負載均勻,讓集合通訊期間沒有任何單一鏈路成為熱點。
  • 由 OcNOS-DC 在 Broadcom Tomahawk 5(51.2 Tbps,64x800G)平台上提供,例如 Edgecore AIS800-64D 與 UfiSpace S9321-64E。

什麼是 GPU Fabric 常見問題

什麼是GPU組網?
GPU fabric 是跨伺服器與 pod 互連 GPU 的後端網路,讓它們能共同處理單一訓練或推論作業。它承載 GPU 在集合作業期間交換的 RDMA 流量,並與用於管理和儲存的前端網路分開。實務上,GPU fabric 是一個通常經 rail-optimized 的 leaf-spine(Clos)乙太網路,運行無損 RoCEv2。OcNOS-DC 在 Broadcom Tomahawk 5 硬體上提供它。
scale-up 與 scale-out 有何差別?
Scale-up 是 GPU 伺服器內部及其緊密耦合域的極高頻寬互連,例如 NVL72 機架內的 NVLink,其中 GPU 以 terabit 速度溝通,宛如一個大型加速器。Scale-out 則是伺服器與 pod 之間的網路,也就是本頁所述的 GPU fabric,由乙太網路上的 rail、leaf、spine 與 Clos 各層建構。一次集合作業會先在域內使用 scale-up,接著由 scale-out GPU fabric 承載伺服器之間的其餘部分。
GPU fabric 使用哪種拓撲?
Most GPU fabrics use a rail-optimized leaf-spine design: each of a GPU server's 8 NICs connects to its own dedicated rail leaf, so the dominant same-rail AllReduce traffic stays on one leaf. As the cluster grows past a single pod, the same rail-optimized design adds a super-spine tier. On Tomahawk 5, a 2-tier fabric reaches 4,096 GPUs ,每個 GPU 800G,1:1 無阻塞;超過此規模,第三層最多可擴展至 16,384 GPUs. See the rail-optimized network and AI fabric topologies pages.
GPU fabric 一定要無損嗎?
是的,在 GPU 平面上。GPU 以 RoCEv2 上的 RDMA 搬移資料,而 RDMA 在封包遺失時表現不佳,因此 GPU fabric 以 Priority Flow Control 與 ECN 工程設計為無損,並以動態負載平衡維持負載均勻。這種不丟包的行為,正是讓集合作業不致停滯的關鍵。OcNOS-DC 在 Broadcom Tomahawk 5 上為此正是提供 PFC、ECN、Dynamic ECN 與 DLB。

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