ما هو اتحاد Ultra Ethernet (UEC)؟

كان اتحاد Ultra Ethernet (UEC). offتأسست رسميًا في 19 يوليو 2023. وهي منظمة جديدة ترعاها مؤسسة Linux ومؤسسة التنمية المشتركة التابعة لها. تهدف UEC إلى تجاوز قدرات Ethernet الحالية مثل الوصول المباشر للذاكرة عن بعد (RDMA) وRDMA عبر شبكة Ethernet المتقاربة (RoCE) لتوفير طبقة نقل عالية الأداء وموزعة وغير قابلة للضياع ومُحسَّنة للحوسبة عالية الأداء والذكاء الاصطناعي. إنه يستهدف بشكل مباشر بروتوكول الإرسال الخاص بمنافسه InfiniBand.

اتحاد Ultra Ethernet

يشمل الأعضاء المؤسسون لشركة UEC AMD وArista وBroadcom وCisco وEviden وHPE وIntel وMeta وMicrosoft، وجميعهم يتمتعون بعقود من الخبرة في النشر واسع النطاق للشبكات والذكاء الاصطناعي والحوسبة السحابية والحوسبة عالية الأداء.

الأعضاء المؤسسين

لماذا تحتاج شبكة Ethernet إلى UEC؟

كيف تختلف UEC عن شبكة Ethernet الحالية؟

يجلب الذكاء الاصطناعي والحوسبة عالية الأداء تحديات جديدة للشبكات، مثل الحاجة إلى نطاق أوسع، وكثافة عرض نطاق أعلى، وتعدد المسارات، والاستجابة السريعة للازدحام، والاعتماد المتبادل على تنفيذ تدفقات البيانات الفردية (حيث يكون زمن الوصول الخلفي نقطة أساسية يعتبر). تم تصميم مواصفات UEC لسد هذه الفجوات وتوفير شبكات واسعة النطاق مطلوبة لأحمال العمل هذه. تستهدف UEC مجموعة اتصالات كاملة تعمل على حل المشكلات الفنية عبر طبقات بروتوكول متعددة وتوفر وظائف يسهل تكوينها وإدارتها.

كيف يختلف UEC عن البروتوكولات الحالية الأخرى؟

قد تعالج البروتوكولات الحالية بعض جوانب المشكلات المذكورة أعلاه (مثل إدارة الازدحام القديم)، ولكن نظرًا لأنها مصممة للشبكات العامة، فإنها تفتقر إلى الميزات المهمة للذكاء الاصطناعي والحوسبة عالية الأداء، مثل المسارات المتعددة والتكوين السهل. قد تكون البروتوكولات الحالية معرضة للخطر أيضًا في السيناريوهات ذات الصلة. بفضل الخبرة الغنية لأعضاء UEC في نشر الذكاء الاصطناعي وفي أحمال عمل الحوسبة عالية الأداء، ستقدم UEC حلاً مقنعًا وشاملاً يجلب منتجات الأجهزة والبرامج الجديدة غير المتوفرة مع Ethernet أو أي تقنية شبكات أخرى اليوم.

ما الذي تخطط شركة UEC للقيام به؟

ستوفر UEC بنية مكدس اتصالات كاملة مفتوحة وقابلة للتشغيل البيني وعالية الأداء تعتمد على شبكة إيثرنت لتلبية احتياجات الشبكة المتزايدة للذكاء الاصطناعي واسع النطاق والحوسبة عالية الأداء. من الطبقة المادية إلى طبقة البرنامج، تخطط UEC لإجراء تغييرات على طبقات متعددة من مكدس Ethernet. قال رئيس UEC الدكتور جيه ميتز: "لا يتعلق الأمر بإحداث ثورة في شبكة إيثرنت". "يتعلق الأمر بضبط شبكة Ethernet لجعلها أكثر كفاءة في التعامل مع أحمال العمل ذات متطلبات الأداء المحددة. نحن ننظر إلى كل طبقة بدءًا من الطبقة المادية وحتى الطبقة البرمجية للعثور على أفضل الطرق لتحسين الكفاءة والأداء على نطاق واسع." وأشار ميتز إلى أنه لا يوجد نقص في معايير الشبكة والمنظمات الخاصة بالإيثرنت اليوم، وبينما قام IEEE بدور رئيسي، يركز UEC على أكثر من طبقة النقل المادية التي يركز عليها IEEE عادةً. هدف UEC هو دراسة جميع العناصر اللازمة لتحسين Ethernet ومن ثم العمل مع منظمات التقييس والمجموعات الفنية ذات الصلة لتنفيذ هذه التحسينات. سيعمل الاتحاد على الحفاظ على إمكانية التشغيل البيني لشبكة Ethernet وتعزيزها مع تقليل التغييرات التي تطرأ على مجموعة الاتصالات. الهدف الفني لـ UEC هو تطوير المواصفات وواجهات برمجة التطبيقات وكود المصدر لتحديد:

• البروتوكولات، وخصائص الإشارات الكهربائية والضوئية، وواجهات برامج التطبيقات/هياكل البيانات لاتصالات إيثرنت.

• بروتوكولات نقل الشبكة على مستوى الارتباط ومن طرف إلى طرف تعمل على توسيع أو استبدال بروتوكولات الارتباط والنقل الحالية.

• تعتبر آليات الازدحام على مستوى الارتباط والقياس عن بعد والإشارات كلها مناسبة للذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي وبيئات الحوسبة عالية الأداء.

• هندسة البرمجيات والتخزين والإدارة والأمان لدعم مجموعة متنوعة من أعباء العمل وبيئات التشغيل.

RDMA مقابل ناقل الحركة UEC

لتحسين شبكة إيثرنت، اقترحت UEC بروتوكول نقل UEC. وقال ميتز إن نقل UEC يجري تطويره لتوفير نقل إيثرنت أفضل من التيار RDMA (الذي لا يزال يدعم RDMA)، مع الاحتفاظ بمزايا Ethernet/IP مع تقديم الأداء المطلوب لتطبيقات الذكاء الاصطناعي والحوسبة عالية الأداء. يعد نقل UEC نموذجًا جديدًا قريبًا من طبقة النقل مع بعض بروتوكول الضبط الدلالي وإشعارات الازدحام وميزات الأمان المحسنة. ستوفر UEC نقلًا أكثر مرونة لا يتطلب شبكات بدون فقد البيانات، مما يسمح بميزات مثل نقل الحزم متعددة المسارات ونقل الحزم خارج الترتيب المطلوبة لأحمال عمل الذكاء الاصطناعي من العديد إلى العديد. بروتوكول نقل UEC:

• مواصفات بروتوكول مفتوحة مصممة من الألف إلى الياء للتشغيل على IP وEthernet

• مع المسارات المتعددة، ونقل رذاذ الحزمة، والاستفادة الكاملة من شبكة الذكاء الاصطناعي دون التسبب في الازدحام أو حظر رأس الخط، دون الحاجة إلى خوارزميات موازنة التحميل المركزية ووحدات التحكم في التوجيه

• آلية إدارة Incast للتحكم في الوصلة النهائية للمضيف المستهدف مع الحد الأدنى من فقدان الحزمة

• تتيح خوارزمية التحكم الفعالة في المعدل إمكانية زيادة سرعة النقل بسرعة إلى سرعة الخط دون تكبد فقدان أداء التدفقات المنافسة

• واجهة برمجة التطبيقات (API) لتسليم الحزم خارج الترتيب مع خيار إكمال الرسائل بالترتيب، وزيادة تزامن الشبكة والتطبيقات إلى الحد الأقصى وتقليل زمن وصول الرسائل

• شبكة مستقبلية قابلة للتطوير تدعم 1,000,000 نقطة نهاية

• الأداء والاستخدام الأمثل للشبكة دون الحاجة إلى الشبكة - وضبط معلمات خوارزمية الازدحام الخاصة بعبء العمل

• مصممة لتمكين أداء معدل الأسلاك لـ 800غو1.6T وإيثرنت أسرع في المستقبل على الأجهزة السلعية

الطريق أمام UEC

وبالنظر إلى المستقبل، من المتوقع أن تتداخل بشكل متزايد أعباء العمل واحتياجات الشبكات الخاصة بالذكاء الاصطناعي والحوسبة عالية الأداء. مع الأخذ في الاعتبار الحساسيات المختلفة لعرض النطاق الترددي وزمن الوصول، ستوفر مواصفات UEC ملفين تعريفيين – أحدهما مُحسّن للذكاء الاصطناعي والآخر مُحسّن للحوسبة عالية الأداء.

وقال أوري إلزور، رئيس اللجنة الاستشارية الفنية لشركة UEC، إن ضمان إمكانية التشغيل البيني من خلال اختبار المكونات الإضافية واختبار الامتثال سيكون محور التركيز في المستقبل. هدف UEC هو ضمان انفتاحها وقابلية التشغيل البيني. سيتم إصدار مسودة مواصفات UEC قريبًا وستكون مفتوحة للاستخدام.