[NEW] 図解でわかる!インフィニバンド豆知識 | infinity バンド – Pickpeup

infinity バンド: คุณกำลังดูกระทู้

1. はじめに

インフィニバンドとは?

IBTA ( InfiniBand Trade Association ) で定義されているオープンスタンダードなインターコネクト・プロトコルです。
インフィニバンドソフトウェアは OpenFabrics Alliance の元で開発され、複数のベンダーがこの団体に所属しています。

プロトコルの 3つの特徴

1. 広帯域  2. 低レイテンシ  3. 高い RAS (信頼性・可用性・保守性)
サーバ・ストレージ間の高速 I/O インターコネクトとして主に HPC/ エンタープライスデータセンタ /高い画像処理能力を必要とする医療機器や検査装置などで使用されています。

2. インフィニバンドのアーキテクチャ層

【アッパーレイヤ層】
・信号レベルと周波数、物理媒体、コネクタ
・アプリケーション、H/W間のインターフェース
・管理機能の提供

【トランスポート層】
・適切な QP ( Queue Pair キューペア)へのパケット転送
・メッセージの分割と再組み立て、アクセス権、etc…

【ネットワーク層】
・サブネット間のパケットルーティング

【リンク層】
・シンボルとフレーミング、フローコントロール (Credit based)
・ソースからディスティネーションへのパケットルーティング

【物理層】
・信号レベルと周波数、物理媒体、コネクタ、etc…

3. 物理層 – Physical Layer –

リンク幅としては、1x から 12x までレーンを束ねることが出来、現在最速の EDR ( 1 レーン当たり 25Gb/s ) を使用することで、最大 120Gb/s の帯域を実現することが出来ます。
HCA では、1 ポート当たり 4x ( 最大 100Gb/s ) でリンクされていますが、スイッチ間では、12x ( 最大 300Gb/s ) でリンクすることも可能です。
また、ケーブルにおいても、業界標準の銅ケーブルと光ケーブルに対応しています。( Mellanox / Emcore 社のケーブルに関しては、弊社の製品紹介ページにてご参照いただけます )

リンク幅
・1x 送信(Tx)と受信(Rx) に1つの差動信号
・4x 送信(Tx)と受信(Rx) に4つの差動信号
・12x 送信(Tx)と受信(Rx) に12つの差動信号

リンク速度
・Single Data Rate ( SDR )
・Double Data Rate ( DDR )
・Quad Data Rate ( QDR )
・2.5 GHz 信号 ( 1x に対して 2.5 Gb/s )
・5.0 GHz 信号 ( 1x に対して 5 Gb/s )
・10 GHz 信号 ( 1x に対して 10 Gb/s )

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リンク帯域
・リンク幅とリンク速度を掛け合わせた帯域
・4x SDR ( 10Gb/s ) 、4x DDR ( 20Gb/s ) 、4x QDR ( 40Gb/s )、4x FDR( 56Gb/s )、4x EDR( 100Gb/s )

符号化方式
(エンコーディング)
・8b/10b エンコーディング(SDR、DDR、QDR)
・64b/66b エンコーディング(FDR、EDR)

媒体(メディア)/
ケーブル
・PCB , パッシブ銅ケーブル、アクティブ銅ケーブル、オプティカル(光)ケーブル
・業界標準のコネクタ、ケーブル

4. リンク層 – Link Layer –

インフィニバンドパケット

インフィニバンドは、最大 2GB のメッセージから転送ユニットのパケット ( MTU ペイロード: 256Byte – 4KByte ) に分割されインフィニバンドリンクへと転送されます。
リンクはパケットロスを防ぐためクレジットベースのフローコントロールにより制御されてます。
また一つのリンク上で複数の仮想レーン(バーチャルレーン)を持つことができ、各々のバーチャルレーン ( VL : Virtual Lane ) ごとに独立したフロー制御を行います。パケットに対しては複数のサービスレベル (SL : Service Level ) を設定することができ、バーチャルレーンと組み合わせることで柔軟な QoS を行うことができます。
また、パケット自体にも ICRC と VCRC の二つの CRC が実装され、高い信頼性でデータを保護しております。

・End-to-End の転送単位(ユニット)
・ハードウェアによるメッセージの分割と再組み立て
・種類 : データパケット、アクナレッジ(Ack)、リンク

IBA パケット形式

LRH
Local Route Header
(すべてのパケットに必要) : LIDによりアドレスされる

GRH
Global Route Header
(宛先のサブネットが異なる際に必要) : GID によりアドレスされる

BTH
Base Transport Header
(IB トランスポート) : QP 番号によりアドレスされる

ExTH
Extended Transport Header
RDMA/Atomic/Ack のさまざまなヘッダー

Immediate Data Header
Immediate Data
(if any was sent)

Msg Payload
 
メッセージペイロード

ICRC
Invariant CRC (32 bit)
End-to-End エラー訂正

VCRC
Variant CRC(16 bit)
Hop by Hop エラー訂正

フルコントロール

・クレジットベースのリンクレベルフローコントロール
・バーチャルレーンごとのフローコントロール
・ファブリック内でのパケットロスを防ぎ、バーチャルレーンごとのQoSを実現

バーチャルレーン と サービスレベル

・Virtual Lanes (VLs) – 1つの物理リンク上に最大 16 個の VL を作成 ( IB spec )
・各々の VL ごとに独立したフローコントロール ( 独立した Tx/Rx バッファ )
・16 個のサービルレベル ( パケットごとに VL にマッピング )

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5. リンク層の例

※ より詳細な情報は、IB spec 1.2 のドキュメントにて取得できます。

6. トランスポート層 – Transport Layer –

転送は、「SEND」「RDMA ( Remote DMA ) Write」 「RDMA Read」 の3種類があり、RDMA は異なるコンピュータ間のホストメモリに直接データを読み・書きすることができ、CPU 処理のオーバヘッドがほとんどかからないため、その CPU リソースを実アプリケーションへ効率よく活用すること出来ます。
また転送サービスに関しても、Reliable / Unreliable の2種類があり、用途に応じたサービスを選択することが出来ます。

RC ( Reliable Connection )
Ack/Nak 対応の QP

UC ( Unreliable Connection )
Ack/Nak 対応無しの QP

RD ( Reliable datagram )
Ack/Nak 対応のEEC

UD ( Unreliable datagram )
UDP ( Ack/Nak 対応無し )

RAW
IB 以外のプロトコル ( IPv6 または Ethernet packets )

転送の種類

・SEND
・RDMA Write
・RDMA Read

RDMA (リモートダイレクトメモリアクセス) は、異なるコンピュータ間のメモリに直接情報を移動させる機能で、最小限のメモリ バス帯域幅とCPU処理オーバヘッドしか必要となりません。

RDMA write のイメージ

1. HCA は、この WQE を消費しデータを取得し、リモート側に転送し、コンプリケーション (Completion Queue)を生成する。
2. パケットが HCA にて受信されると、そのアドレスとメモリキーが確認され、直接メモリに書き込まれる。
3. アプリケーションは受取用のバッファを割り当て、アドレスとキーをリモート側に送る。
4. 送信側は転送データをホストメモリに展開し、リモート側(受信)の仮想アドレスを持った WQE を Send Queu (センドキュー)に配置し、DoorBell を鳴らす。

7. インフィニバンドファブリックの管理マネージャー

インフィニバンドではそのサブネット内に必ず一つサブネットマネージャーが存在する必要があります。 このマネージャは、HCA、またはスイッチの双方で存在することが出来、管理者の構成により選択されます。また、サブネットマネージャー、サブネット内のデバイスディスカバリや FDB の初期化、LID の割り当てなどの管理を行い、定期的にファブリックを点検(スイープ)し、そのサブネット内に変化があったかどうかを 常に検知しています。このマネージャーが起動して始めてインフィニバンドリンクは正常に確立されます。
尚、インフィニバンドスイッチには、サブネットマネージャー内蔵の Managed タイプと Unmanaged タイプがあります。

8. インフィニバンドの特徴まとめ

【1】広帯域 - I/O のボトルネックを省きデータを高速に処理 –
・40Gb/s、56Gb/s、100Gb/s の HCA リンク帯域
・120Gb/s、300Gb/s のスイッチ間リンク帯域

【2】超低レイテンシ - アプリケーション処理時間の大幅削減 –
・1us 以下の End-to-End レイテンシ

【3】ハードウェアベースのトランスポート - CPUへの負荷を削減 –
・Ack/Nak 対応の信頼性のあるデータ転送
・RDMA を使用した CPU に負荷をかけないデータ転送

【4】パケットロスの無いネットワークと柔軟なクオリティサービス(QoS) - 高品質 –
・リンクレベルフローコントロール
・輻輳制御( Congestion Management )
・Virtual lane ごとの QoS と多数のサービスレベル ( SL )


和楽器バンド 8th Anniversary Japan Tour ∞ -Infinity- 2021/8/28


撮影OKコーナーの「名作ジャーニー」の動画版(^^)
前から20列目より撮影
1日目と2日目でソロコーナーが違いますよ!
スマホ横向きでどうぞ(^^)
和楽器バンド wagakkiband 名作ジャーニー 鈴華ゆう子 蜷川べに 神永大輔 町屋 亜沙 いぶくろ聖志 黒流 山葵 真八重流 パシフィコ横浜 和楽器バンドファンと繋がりたい 真八重流さんと繋がりたい

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和楽器バンド 8th Anniversary Japan Tour ∞ -Infinity- 2021/8/28

和楽器バンド ライブツアー∞INFINITY いわき芸術文化交流館アリオス


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和楽器バンド ライブツアー∞INFINITY いわき芸術文化交流館アリオス

Do As Infinity – 深い森 (バンドで演奏しました。) cover


2014.10
アニメ犬夜叉の主題歌ですね。僕は見ていませんでしたが…笑
この手の曲では金物類の扱いの雑さがそのままバンドの邪魔へと直結してしまうため、金物、特にクラッシュシンバルの扱いに重きを置きました。( 0:37~と0:52~)
① 『アタック直後の最大音量(バンドに対してピークにしない)』
② 『音の長さはどこまで欲しいのかを考える(どこで減衰か)』
③ 『グリップの握りこみ具合(握りこむ、込まない)』
④ 『スティックの軌道(シンバルを押さえ込む軌道で打ち込んでしまうとジリつく。)』
金物の音を左右するポイントは、大きくこんな感じになると思います。
こういうところに気を使えるか使えないかが、バンドを叩けるドラマーと、バンドで叩く気がないドラマーの分かれ道だと思うんですよね。
2:41~のラスサビ入りはお気に入り。
単体で聞くとうるさいくらいに出ているのに、流れでみたときに聞いている人がそうは感じていなければ狙い通りです。笑
間奏は同期が多く再現が困難なため、バンド内で話し合ってアレンジしました。

Do As Infinity - 深い森 (バンドで演奏しました。) cover

Do As Infinity / 深い森 「Do As Infinity 14th Anniversary~Dive At It Limited Live 2013~」


Official Web Site http://www.dai.com/
深い森 / Do As Infinity 14th Anniversary~ Dive At It limited Live 2013 ~
2013年9月29日 Do As Infinityデビュー14周年記念ファンクラブ “Dive At It” 限定LIVE
「Do As Infinity 14th Anniversary~ Dive At It limited Live 2013 ~」

Do As Infinity / 深い森  「Do As Infinity 14th Anniversary~Dive At It Limited Live 2013~」

Infinity – Heal the world (Michael Jackson) Cover


Yes, we’re from different cultures with different religious views yet we are, defined as Sri Lankans! Let us heal our nation with togetherness and love.
United we stay till infinity
Watch in HD!

Recording Engineer Jayasanka Gamage @ PearlBay Studio
Videography Sameera Buddhika
Video Editing Sumudu Sankalpa @ Flexus Labs
Mixed \u0026 Mastered by Infinity (Nifal Ibrahim)

Infinity - Heal the world (Michael Jackson) Cover

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ขอบคุณที่รับชมกระทู้ครับ infinity バンド

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