La serie de conmutadores StrataXGS Tomahawk 5 de Broadcom proporciona 51,2 terabits/s de capacidad de conmutación Ethernet en un único dispositivo monolítico, que es el doble del ancho de banda de otros conmutadores de silicio disponibles.
"La entrega del primer conmutador de 51,2 Tbps del mundo, dos años después de que lanzamos Tomahawk 4, el primer conmutador de 25 Tbps de la industria, es un testimonio de la excelente ejecución e innovación del equipo de Broadcom", dijo Ram Velaga, vicepresidente senior y gerente general de Core. Grupo de conmutación. , Broadcom.
Si bien los centros de datos continúan experimentando un crecimiento espectacular en los requisitos de ancho de banda de la red, también existe una fuerte motivación para unificar la infraestructura de red para la computación y el almacenamiento de uso general con la computación AI/ML. Los grupos de capacitación de IA/ML están impulsando la necesidad de mallas con gran ancho de banda, conectividad de base alta y tiempos de finalización de trabajos más cortos.
Ethernet ofrece la mejor solución para una infraestructura de red unificada, ya que proporciona un menor consumo de energía, mayor ancho de banda, mayor espacio y velocidades SerDes más rápidas, así como una predecible duplicación del ancho de banda cada 18 a 24 meses. Estos beneficios, combinados con su ecosistema grande y vibrante, Ethernet proporciona la interconexión de mayor rendimiento por vatio y por dólar para AI/ML e infraestructura a escala de nube.
"Con la introducción hoy de la familia Tomahawk de quinta generación, estamos orgullosos de decir que un solo Tomahawk 5 reemplaza cuarenta y ocho conmutadores Tomahawk 1 en la red, lo que resulta en una reducción de más del 95 % en los requisitos de energía", agregó Velaga. "Aplaudimos a nuestros clientes, socios e ingenieros por hacer esto posible".
Para permitir la próxima generación de redes unificadas, Broadcom ahora ofrece la familia Tomahawk 5. Fundamental para permitir el uso eficiente de una infraestructura ampliamente compartida en grandes centros de datos, Tomahawk 5 proporciona virtualización de cargas de trabajo AI/ML con características como enrutamiento y puente VxLAN de un solo paso. . Tomahawk 5, fundamental para minimizar el tiempo de finalización del trabajo (JCT) para cargas de trabajo de IA/ML, ofrece características como Broadcom Cognitive Routing, almacenamiento en búfer de paquetes compartido avanzado, telemetría de ancho de banda programable y conmutación por error de enlace basada en hardware.
Tomahawk 5 Cognitive Routing mejora la utilización de los enlaces de red al seleccionar automática y dinámicamente los enlaces con la menor carga del sistema para cada flujo que atraviesa el conmutador. Esto es importante para las cargas de trabajo de IA/ML, que normalmente tienen una combinación de flujos de ratón de corta duración y flujos de elefante de larga duración, gran ancho de banda y baja entropía.
Además, Tomahawk 5 incluye equilibrio de carga dinámico en tiempo real que rastrea el uso de todos los enlaces, tanto en el conmutador como en la red, para determinar la ruta óptima para cada flujo. También monitorea el estado de los enlaces en el hardware y desvía automáticamente el tráfico de los enlaces fallidos. Estas características mejoran drásticamente la utilización de la red y reducen la congestión, lo que resulta en JCT más cortos.
También es importante para mejorar JCT minimizar la congestión de la red controlando la tasa de tráfico inyectado en la red por cada fuente. Debido a que los operadores de red emplean una variedad de algoritmos de control de congestión diferentes en sus puntos finales (como NIC comerciales o personalizadas), Tomahawk 5 proporciona una amplia telemetría programable en banda tanto en tráfico en vivo como en sondas de red.
Se pueden insertar metadatos en tiempo real en el tráfico de velocidad de línea a medida que atraviesa la red para recopilar telemetría sobre el tamaño de la cola, la latencia de los paquetes, la utilización del conmutador y una variedad de otras métricas seleccionables por el cliente. Estos metadatos se pueden utilizar para un control preciso de la congestión de la red de un extremo a otro.
Para permitir el menor consumo de energía y el menor costo de conectividad física, el Tomahawk 5 habilita una interfaz de cobre de conexión directa a directa (DAC) PAM4 100G, ópticas conectables en el panel frontal y ópticas empaquetadas. El Tomahawk 5 SerDes, flexible y de largo alcance, proporciona conectividad DAC a todos los dispositivos dentro de un rack, e incluso entre racks, sin necesidad de temporizadores u otros componentes activos. También puede interactuar directamente con un amplio ecosistema de módulos ópticos enchufables estándar en el panel frontal.
Al aprovechar las tecnologías fotónicas y de embalaje de silicio de vanguardia de Broadcom, el Tomahawk 5 estará disponible con ópticas empaquetadas utilizando la plataforma Silicon Photonics Chiplets in Package (SCIP) de Broadcom, lo que proporciona una reducción de más del 50 % en la energía requerida para la conectividad óptica. Debido a que el mismo silicio de conmutador ofrece todas estas opciones, los clientes pueden elegir la E/S óptima para cada parte de sus redes intra-clúster, entre clústeres y entre DC sin necesidad de portabilidad de software.
Ventajas de StrataXGS Tomahawk 5:
- Permite la próxima generación de infraestructura de centro de datos unificada con 64 puertos de conmutación y enrutamiento de 800 GbE.
- Virtualización de cargas de trabajo de computación general y AI/ML con enrutamiento y puente VxLAN de un solo paso.
- Opciones de E/S físicas inigualables que utilizan 512 instancias del SerDes 100G PAM4 de mayor rendimiento, más flexible y de mayor alcance de la industria.
- Sincronización horaria PTP y SyncE de alta precisión.
- Seis procesadores ARM en chip para telemetría de transmisión de alto ancho de banda totalmente programable y aplicaciones integradas sofisticadas, como resumen de estadísticas en chip.
- Eficiencia energética inigualable, implementada como una matriz monolítica de 5 nm.
"La latencia de cola es la métrica de rendimiento de la red crítica para el entrenamiento de IA/ML distribuido", dijo Bob Wheeler, analista principal de Wheeler's Network. "Broadcom reconoció las limitaciones del equilibrio de carga tradicional basado en hash para estas cargas de trabajo y agregó enrutamiento cognitivo con dirección de flujo dinámico a Tomahawk 5. Los operadores de hiperescala ahora pueden unificar sus estructuras de red, eliminando interconexiones especializadas dedicadas únicamente al entrenamiento de clústeres".
En comparación con la computación y el almacenamiento generales, los clústeres de entrenamiento de IA/ML tienen patrones de comunicación únicos. Para minimizar el tiempo de finalización del trabajo, Tomahawk 5 agrega características específicas para estas cargas de trabajo y topologías de red.
Características de StrataXGS Tomahawk 5 para AI/ML:
- La base de puertos de 200 GbE más grande del mundo: 256 puertos admitidos en un solo chip, lo que permite clústeres de AI/ML simples y de baja latencia.
- La arquitectura de búfer compartido de 51,2 Tbps más avanzada de la industria, que proporciona el mayor rendimiento y la latencia final más baja para RoCEv2 y otros protocolos RDMA nuevos.
- Enrutamiento cognitivo avanzado de Broadcom, equilibrio de carga dinámico y soporte para capacidades de control de congestión de extremo a extremo diseñadas específicamente para manejar flujos grandes y de baja entropía típicos de cargas de trabajo de IA/ML.
- Soporte para topologías Clos y no Clos, como torus, Dragonfly, Dragonfly+ y Megafly.
- Conmutación por error de enlace basada en hardware para mejorar la resiliencia de la red y reducir JCT.
Junto con las familias de conmutadores Trident y Jericho, la serie Tomahawk es parte de la estrategia triple de Broadcom de proporcionar arquitecturas de conmutadores optimizadas para diferentes aplicaciones de red. Todos estos dispositivos comparten una interfaz de programación común, por lo que los clientes pueden aprovechar fácilmente sus esfuerzos de desarrollo de software en diferentes plataformas.
Con un fuerte compromiso con las redes abiertas, Broadcom ha proporcionado la interfaz de abstracción de conmutadores Broadcom SDK y API abiertas para las cinco generaciones de la familia Tomahawk. Broadcom es uno de los mayores contribuyentes de la industria a SAI y al sistema operativo de red SONiC. Para acelerar el tiempo de implementación, se proporciona soporte para SAI y Broadcom SDK en el silicio Tomahawk 5, así como un conjunto completo de herramientas de simulación de redes y dispositivos.
