งานนำเสนอวิชา Introduction to Computer Organization and Architecture เรื่อง InfiniBand

InfiniBand InfiniBand เป็นพัฒนาการด้าน ไอโอ ที่เน้นตลาด ของเครื่องเซิร์ฟเวอร์สมรรถนะสูง InfiniBand รุ่นแรกถูก เผยแพร่ออกมาในราวต้นปี พ. ศ.2544 ซึ่งได้รับความสนใจ เป็นอย่างมาก มาตรฐานนี้ได้ให้ข้อกำหนดเกี่ยวกับการ ไหลเวียนของข้อมูลระหว่างโปรเซสเซอร์กับอุปกรณ์ไอโอ ชาญ - ฉลาด InfiniBand มีเป้าหมายที่จะนำมาทดแทนระบบ PCI (Peripheral Component Interface: PCI) ซึ่งก่อนหน้านี้ในปี พ. ศ.2542 ได้มีการ รวมกลุ่มกันเกิดเป็นสมาคมการค้า อินฟินิแบนด์ (IBTA: InfiniBand Trade Association) โดยมีสมาชิค เป็นบริษัทชั้นนำ อย่าง IBM Intel Mellanox QLogic Sun และ Voltaice รวมถึงบริษัทชั้นนำอื่นๆอีก

โครงสร้างของ InfiniBand InfiniBand ไม่จำเป็นต้องมีส่วนติดต่อไอโอพื้นฐานติด ตั้งอยู่ในเครื่องเซิร์ฟเวอร์ เครื่องเซิร์ฟเวอร์สามารถ ติดต่อกับอุปกรณ์บันทึกข้อมูลภายนอก อุปกรณ์ระบบ เครือข่าย และเชื่อมต่อระหว่างเซิร์ฟเวอร์ด้วยกัน โดย การเชื่อมต่ออุปกรณ์ทั้งหมดเข้ากับสวิตช์สื่อสาร โดยตรง การถอดอุปกรณ์ไอโอออกจากเครื่อง เซิร์ฟเวอร์ช่วยให้เพิ่มจำนวนเซิร์ฟเวอร์ได้มากขึ้น และ ช่วยให้การจัดตั้งศูนย์ข่าวสารสนเทศมีความอ่อนตัว และสามารถขยายตัวได้ง่าย เนื่องจากอุปกรณ์ใดๆที่ ต้องการจะเป็นอิสระ จากอุปกรณ์ที่มีอยู่แล้ว และ สามารถเพิ่มเติมได้เมื่อต้องการ

PCI >>Vs >Vs<< InfiniBand สถาปัตยกรรม PCI จะวางอุปกรณ์ห่างจาก ซีพียู ได้เป็นระยะห่างเพียงไม่กี่เซนติเมตร แต่ ช่องสื่อสารของ InfiniBand อนุญาตให้วางอุปกรณ์ ไอโอต่างๆ ห่างจากซีพียูได้ไกล 17 เมตรด้วยสาย ทองแดงไปได้ไกล 300 เมตรเมื่อใช้ Multimode optical fiber ไปได้ไกลถึง 10 กิโลเมตร เมื่อใช้ single-mode optical fiber อัตราการถ่ายเท ข้อมูลสูงสุดนั้นมากถึง 30 Gbps ( พันล้านบิตต่อ วินาที ) this device may also be used for InfiniBand optical links at 12× width, operating at 2.5 Gb/s per channel

ส่วนประกอบหลักของสถาปัตยกรรมแบบ InfiniBand

HCA application : The integrated switch is configured for dual 4× mode, providing two 10-Gbps ports to the fabric Host channel adapter (HCA): Host channel adapter (HCA): แทนที่ช่อง (slot) สำหรับเชื่อมต่อข้อมูล แบบ ที่ใช้ใน PCI

Storage TCA application with a SCSI or RAID controller : The processor can implement a choice of RDMA based storage protocols (SCSI RDMA, DAFS). Target channel adapter (TCA): Target channel adapter (TCA): ใช้สำหรับเชื่อมต่อกับ อุปกรณ์บันทึกข้อมูล Router และอุปกรณ์ต่อพ่วงอื่นๆ

Microway FasTree™ 72 port InfiniBand Switch InfiniBand switch InfiniBand switch: เป็นสวิตช์ที่มีการเชื่อมต่อ ทางกายภาพแบบ จุด ต่อ จุด ไปยังอุปกรณ์ ต่างๆ และทำหน้าที่สลับสายสัญญาณ จาก สายสื่อสารเส้นหนึ่ง ไปยัง สายสื่อสารอีกเส้น หนึ่ง

Links Links: เป็นการเชื่อมต่อระหว่างสวิตช์และส่วนติดต่อ หรือระหว่างสวิตช์ด้วยกันเอง Subnet: Subnet: Subnet ประกอบด้วย สวิตช์ตั้งแต่ 1 ตัวขึ้นไปที่เชื่อมต่อเข้าด้วยกัน และมี links ที่เชื่อมต่อสวิตช์เข้ากับอุปกรณ์ต่างๆ Router: Router: เป็นอุปกรณ์ที่ใช้เชื่อมต่อ InfiniBand และ Subnet เข้าด้วยกัน หรือเชื่อมต่อ InfiniBand สวิตช์ เข้ากับระบบเครือข่าย เช่น ระบบเครือข่าย LAN, WAN, หรือ Storage area network

ส่วนเชื่อมต่อของช่องสื่อสาร (channel adapter) เป็น อุปกรณ์ที่มีความชาญฉลาดที่สามารถทำงาน เกี่ยวกับไอโอได้โดยไม่ต้องขัดจังหวะการทำงาน ของเครื่องเซิร์ฟเวอร์ InfiniBridge channel adapter architecture

InfiniBand สวิตช์ จะเปิดช่องสื่อสารระหว่าง โปรเซสเซอร์และอุปกรณ์ต่างๆขึ้นมาเป็นการ ชั่วคราวเพื่อสื่อสารระหว่างกัน

การทำงานของ InfiniBand จากภาพ แสดงให้เห็นโครงสร้างทางตรรกะ ที่นำมาใช้ในการ สนับสนุนการแลกเปลี่ยนข้อมูลผ่าน InfiniBand สวิตช์

ตารางแสดง การเชื่อมโยง InfiniBand และการส่งผ่านข้อมูล Link Signal rate (unidirectional ) Usable capacity (80% of signal rate) Effective data throughput (send receive) 1-wide2.5 Gbps 2 Gbps (250 MBps) ( )MBps 4-wide10 Gbps8 Gbps (1 Gbps)(1 1)Gbps 12-wide30 Gbps24 Gbps (3 Gbps)(3 3)Gbps

จากตารางยังแสดงให้เห็นว่าสถาปัตยกรรมแบบเป็นชั้นๆนี้แบ่งออกได้เป็นสี่ระดับคือ Physical: ชั้นสื่อสารกายภาพ กำหนดความเร็วในการเชื่อมต่อ 3 ระดับ (1x, 4x, และ 12 x) Link: ชั้นสื่อสารนี้กำหนดโครงสร้างพื้นฐานของแพ็คเกจ ที่ใช้ในการแลกเปลี่ยนข้อมูล รวมทั้งวิธีการกำหนดหมายเลขที่อยู่ที่เป็นหมายเลขเฉพาะให้กับอุปกรณ์ทุกตัวใน subnet Network: ชั้นสื่อสารเครือข่าย จัดหาเส้นทางการสื่อสารสำหรับแพ็คเกจ ระหว่าง InfiniBand subnet ต่างๆ กัน Transport: ชั้นสื่อสารนำส่งข้อมูล สนับสนุนกลไกในการเพิ่มความเชื่อถือได้ของการส่งข้อมูล จากผู้ส่งไปยังผู้รับข้อมูล (end-to-end transfer) ผ่านอย่างน้อย หนึ่ง subnet Link Signal rate (unidirection al) Usable capacity (80% of signal rate) Effective data throughput (send receive) 1-wide2.5 Gbps 2 Gbps (250 MBps) ( )MBps 4-wide10 Gbps 8 Gbps (1 Gbps) (1 1)Gbps 12-wide30 Gbps24 Gbps (3 Gbps) (3 3)Gbps

ภาคผนวก สินค้า+อุปกรณ์ InfiniBand

Cisco SFS 7024D InfiniBand Server Switch Cisco SFS 7012P InfiniBand Server Switch Cisco SFS 7008P InfiniBand Server SwitchCisco SFS 7000P InfiniBand Server Switch

ตัวอย่างการนำ InfiniBand มาประยุกต์ใช้งาน

จบการนำเสนอ ผู้จัดทำ นายพงศกร ช่างทอง รหัส นางสาวพนิตตา โนนสูงเนิน รหัส นางสาวมรกต ภูทองบ่อ รหัส สาขาเทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสาร ( ภาคปกติ ) Sec. 01