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高性能计算集群互连技术解析.
资料介绍
一、高性能计算集群互连的核心价值
高性能计算（HPC）集群是由大量计算节点通过网络互连组成的并行计算系统，主要用于解决气象预测、油气勘探、基因测序、核模拟、人工智能大模型训练等对算力需求极高的科学与工程问题。互连网络作为连接集群各计算、存储节点的核心基础设施，直接决定了集群的整体通信效率、并行扩展性和最终计算性能。
在并行计算场景中，多个计算节点需要频繁交换中间计算结果，当集群规模从数十节点扩展到数千甚至上万节点时，节点间通信的延迟、带宽会成为性能瓶颈。据行业测试数据，当集群规模超过1000节点后，互连网络带来的开销可能占据总计算时间的30%以上，不合理的互连设计甚至会导致集群出现“扩节点不扩性能”的问题。因此，高性能互连技术是高性能计算集群发挥算力价值的核心支撑。
二、高性能计算集群互连的核心性能指标
评价高性能互连技术的优劣，核心围绕四个关键指标展开：
1. 带宽
带宽指单位时间内互连网络可以传输的数据量，分为端口带宽和对分带宽两个维度。端口带宽是单个节点接入网络的最大传输速率，目前主流产品已经从早期的10Gbps演进到100Gbps、200Gbps，部分高端产品已经支持400Gbps端口速率。对分带宽是指将整个网络划分为两个相等部分后，两部分之间的最大总传输带宽，对分带宽直接决定了大规模并行作业的整体通信能力，对分带宽不足会导致大规模并行作业出现严重的通信拥塞。
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