أخبار ar.wedoany.com، أطلقت شركة Synopsys (سينوبسيس) أول حل كامل لـ IP الخاص بـ ESUN (شبكة إيثرنت موسعة عموديًا) في الصناعة، ويغطي الطبقتين الأولى والثانية، بهدف مواجهة تحديات شبكات مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي. هذا الحل عبارة عن حزمة متكاملة بالكامل ومعتمدة مسبقًا، وجاهزة للاستخدام الفوري.
يدفع الذكاء الاصطناعي تصميم مراكز البيانات إلى آفاق جديدة. فمع توسع مجموعات التدريب من عشرات المسرعات إلى مئات، ثم إلى آلاف، أصبحت الشبكة عاملاً حاسماً في تحديد الأداء الكلي للنظام. في هذه الأنظمة، تتبادل المسرعات البيانات الوسيطة باستمرار وتقوم بالمزامنة، مما يتطلب ليس فقط نقل البيانات بسرعة، بل نقلها بشكل يمكن التنبؤ به. حتى التأخير البسيط قد يسبب تأثيرًا متسلسلًا يؤدي إلى تعطل موارد الحوسبة. صُممت شبكة إيثرنت التقليدية لتكون شبكة "أفضل جهد ممكن"، بافتراض أن فقدان الحزم العرضي وإعادة الإرسال والتأخير المتغير أمور مقبولة، لكن هذا النموذج يفشل مع أنظمة الذكاء الاصطناعي. تتأثر أعباء عمل الذكاء الاصطناعي بـ "التأخير الذيل" - وهو أبطأ حزمة بيانات في النظام. يمكن لحزمة بيانات واحدة متأخرة أن تعطل المجموعة بأكملها، كما أن إعادة الإرسال الناتجة عن فقدان الحزم تزيد من التأخير والتقلب. تتفاقم هذه المشكلات مع زيادة الحجم، مما يؤدي إلى إهدار النطاق الترددي وإعادة إرسال مفرطة، وبالتالي ارتفاع استهلاك الطاقة، وزيادة تكاليف البنية التحتية، وانخفاض قابلية التوسع، مما يجعل الأمر غير مستدام عندما تنمو المجموعات لتشمل مئات الآلاف من المسرعات.
تحتوي شبكة إيثرنت على آليات لإدارة الازدحام مثل PFC (التحكم في التدفق القائم على الأولوية) وECN (الإخطار بالازدحام الصريح)، لكنها صُممت للشبكات العامة، وليس لأنماط الاتصال شديدة الترابط والحساسة للتأخير في أنظمة التوسع العمودي للذكاء الاصطناعي. عند التوسع في الحجم، تظهر عدة قيود: من حيث النفقات العامة للبروتوكول، تعتمد إيثرنت القياسية على رأس IP، مما يضيف 28-48 بايت لكل حزمة، مما يقلل بشكل مباشر من الإنتاجية الفعالة في بيئات التوسع العمودي التي تكثر فيها الرسائل الصغيرة؛ عدم وجود استرداد للأخطاء على مستوى الوصلة، باستثناء FEC (تصحيح الأخطاء الأمامي)، لا توجد آليات استرداد على مستوى الوصلة، وتتطلب الأخطاء المتبقية حلاً من البروتوكولات العليا، مما يسبب عقوبة تأخير كبيرة؛ إدارة ازدحام خشنة، يعمل PBC كآلية إيقاف مؤقت على مستوى الوصلة، ويفتقر إلى الدقة اللازمة لإدارة فئات متعددة من حركة المرور. دفعت هذه التحديات بعض التصاميم إلى التحول إلى الاتصالات الخاصة، ولكن مع مقايضات تشمل تجزئة النظام البيئي، ومرونة محدودة، ومخاطر أعلى على المدى الطويل.
لم تستبدل الصناعة شبكة إيثرنت، بل تعمل على تطويرها. يقوم ESUN بتكييف إيثرنت من خلال تحسينات موجهة لأعباء عمل الذكاء الاصطناعي، مع الحفاظ على قيمها الأساسية: الألفة التشغيلية - يمكن لفرق الشبكات استخدام خبراتهم وأدواتهم وممارساتهم الإدارية الحالية في إيثرنت؛ إعادة استخدام البنية التحتية - تتشارك حركة المرور العمودية والأفقية في نفس بنية التبديل والبنية التحتية المادية لإيثرنت؛ هيكل موحد - تصبح إيثرنت وسيلة الاتصال المشتركة لكل من التوسع العمودي والأفقي. التحسينات مركزة ومحددة الهدف: تظل الطبقة المادية معيارية لإيثرنت، وتضيف طبقة الوصلة موثوقية خالية من الفقدان وتحكمًا دقيقًا في الازدحام، وتُبسّط طبقة الشبكة لتقليل النفقات العامة.
أحد أبرز التحسينات المباشرة في ESUN هو على مستوى الحزمة. تعتمد إيثرنت التقليدية على رأس IP، مما يضيف 28-48 بايت من النفقات العامة لكل حزمة، بينما يستبدلها ESUN برأس مضغوط بحجم 4 بايت، مما يحسن بشكل كبير كفاءة الحزمة والإنتاجية في البيئات الحساسة للتأخير وكثيرة الاتصالات. يتم الاحتفاظ بالقدرات الأساسية مثل أولوية حركة المرور، وإشارات الازدحام، وتوازن الحمل، ولكن بطريقة أكثر كفاءة.
يقدم ESUN أيضًا آليتين رئيسيتين لجعل الاتصال أكثر تحديدًا. تقوم "إعادة المحاولة على مستوى الوصلة" (LLR) باكتشاف واسترداد أخطاء الوصلة محليًا في طبقة ارتباط البيانات، بدلاً من الاعتماد على بروتوكولات النقل عالية المستوى التي تعمل على نطاقات زمنية أكبر بعدة مراتب، مما يقلل بشكل كبير من تأخير الذيل ويزيل عمليات إعادة الإرسال الباهظة من طرف إلى طرف. يستبدل "التحكم في التدفق القائم على الائتمان" (CBFC) السلوك الخشن للإيقاف المؤقت على مستوى الوصلة في PBC بإدارة ازدحام دقيقة لكل قناة افتراضية، حيث يرسل المرسل فقط عندما يؤكد المستقبل وجود سعة مخزن مؤقت، مما يمنع الفائض ويحقق تشغيلاً خالياً من الفقدان، مع تجنب انسداد الرأس المرتبط بـ PBC. تعمل هذه الآليات معًا على تمكين ESUN من توفير اتصال خالٍ من الفقدان، ومنخفض التأخير، وفعال من حيث النطاق الترددي، مع الحفاظ على انفتاحية إيثرنت وقابلية التشغيل البيني.
تطلق Synopsys أول حل كامل لـ IP الخاص بـ ESUN في الصناعة، ويغطي الطبقتين الأولى والثانية، ويتضمن: MAC إيثرنت متعدد المعدلات 1.6T، يدعم ما يصل إلى أربع قنوات 400G مستقلة، ويمكن تكوينه عبر 224G SerDes بأوضاع 1×1.6T و2×800G و4×400G و4×200G؛ PCS (الطبقة الفرعية للترميز المادي) 1.6T وRS-FEC، باستخدام FEC RS544 لتصحيح الأخطاء القوي، وFEC RS272 للتشغيل منخفض التأخير؛ وحدة تحكم طبقة الوصلة UE/ESUN، التي تنفذ LLR وCBFC للموثوقية الخالية من الفقدان وإدارة الازدحام الدقيقة؛ PHY (الطبقة المادية) 224G المُعتمدة على السيليكون، والمُحسّنة لاستهلاك الطاقة المنخفض، والتأخير المنخفض، وسلامة الإشارة؛ IP شامل للتحقق ودعم التحقق على مستوى النظام. من خلال توفير حل IP كامل، تزيل Synopsys معظم عبء التكامل والمخاطر المرتبطة عادةً ببناء أنظمة شبكات عالية الأداء.
تم تصميم جميع المكونات والتحقق منها معًا كنظام واحد، مما يلغي مخاطر التكامل الناتجة عن شراء ودمج IP من موردين متعددين من خلال حزمة L1/L2 كاملة ومعتمدة مسبقًا. يمكن استخدام نفس IP لكل من ESUN (التوسع العمودي) وUltra Ethernet (التوسع الأفقي)، مما يبسط تصميم النظام ويسمح للفرق بإعادة استخدام بنية مشتركة في أجزاء مختلفة من مركز البيانات. هذا الحل مُحسّن لاستهلاك الطاقة المنخفض، والأداء العالي، وكفاءة المساحة، ويوفر تكوينات متعددة المعدلات من 100G إلى 1.6T وأوضاع FEC مرنة. في جوهره، يعتمد على PHY 224G من Synopsys، المتوفر في عدة عقد عمليات تصنيع متقدمة، والذي أثبت قابلية التشغيل البيني السيليكوني 224G علنًا منذ أكتوبر 2022، مع أكثر من 30 عرضًا متعدد البائعين في ECOC وOFC، محققًا صفر أخطاء بعد FEC على قنوات بفقدان يصل إلى 45 dB.
يحظى ESUN بدعم أكثر من 175 شركة، بالإضافة إلى كبار مزودي الحوسبة فائقة القوة وموردي السيليكون الرائدين في الصناعة. تلتزم Synopsys بدفع هذا التحول من خلال أول حل كامل لـ IP الخاص بـ ESUN في الصناعة. هذا الحل هو جزء من محفظة IP الأكبر للحوسبة عالية الأداء من Synopsys، المصممة لدعم حزمة أنظمة الذكاء الاصطناعي الكاملة، بما في ذلك الاتصال الرأسي عبر ESUN وUALink، والاتصال بين الرقائق عبر PCIe وCXL، والاتصال الأفقي للشبكة عبر إيثرنت وUltra Ethernet، وواجهات الذاكرة عالية النطاق الترددي، والاتصالات بين القوالب المتعددة والرقاقات الصغيرة، بالإضافة إلى IP للأمان والأساسيات. توفر هذه التقنيات معًا الأساس لبناء الجيل التالي من أنظمة الذكاء الاصطناعي، حيث تتوسع الحوسبة والذاكرة والاتصال معًا.
