Tener una conexión lenta siempre es frustrante, pero imagínense cómo se sienten las supercomputadoras. Todos esos núcleos realizan todo tipo de procesamiento a la velocidad del rayo, pero al final todos esperan en una interfaz de red desactualizada para mantenerse sincronizados. DARPA no le gusta Entonces DARPA quiere cambiarlo, específicamente haciendo un nuevo interfaz de red cien veces más rápido.
El problema es este. Como lo estima DARPA, los procesadores y la memoria en una computadora o servidor pueden trabajar en un sentido general a una velocidad de aproximadamente 10 ^ 14 bits por segundo, que es cómodamente en la región de terabit, y el hardware de red como interruptores y fibra son capaces de mismo.
“El verdadero cuello de botella para el rendimiento del procesador es la red interfaz se usa para conectar una máquina a una red externa, como una Ethernet, por lo tanto, limita severamente la capacidad de ingesta de datos de un procesador “, explicó Jonathan Smith de DARPA en una publicación de noticias de la agencia sobre el proyecto. (El énfasis es mío).
Esa interfaz de red generalmente toma la forma de una tarjeta (convirtiéndola en una NIC) y se encarga de aceptar datos de la red y pasarlos a los propios sistemas de la computadora, o viceversa. Lamentablemente, su rendimiento suele estar más en el rango de gigabits.
Ese delta entre la NIC y los otros componentes de la red significa un límite fundamental en la rapidez con que se puede compartir la información entre diferentes unidades informáticas, como los cientos o miles de servidores y GPU que conforman las supercomputadoras y los centros de datos. Cuanto más rápido una unidad puede compartir su información con otra, más rápido pueden pasar a la siguiente tarea.
Piénselo de esta manera: tiene una granja de manzanas, y cada manzana necesita ser inspeccionada y pulida. Hay personas inspeccionando manzanas y personas puliendo manzanas, y ambas pueden hacer 14 manzanas por minuto. Pero las cintas transportadoras entre los departamentos solo transportan 10 manzanas por minuto. ¡Puedes ver cómo se acumularían las cosas y lo frustrante que sería para todos los involucrados!
Con el programa FastNIC, DARPA quiere “reinventar la pila de red” y mejorar el rendimiento en un factor de 100. Después de todo, si pueden resolver este problema, sus supercomputadoras tendrán una inmensa ventaja sobre otros en el mundo, en particular aquellos en China, que compitió con los EE. UU. en el ámbito de la informática de alto rendimiento durante años. Pero no va a ser fácil.
“Hay muchos gastos y complejidad involucrados en la construcción de una pila de red”, dijo Smith, el primero de los cuales rediseñará físicamente la interfaz. “Comienza con el hardware; si no puedes hacerlo bien, estás atrapado. El software no puede hacer las cosas más rápido de lo que permite la capa física, por lo que primero tenemos que cambiar la capa física “.
La otra parte principal será, naturalmente, rehacer el lado del software para lidiar con el inmenso aumento en la escala de los datos que la interfaz tendrá que manejar. Incluso un cambio 2x o 4x requeriría mejoras sistemáticas; 100x implicará más o menos una reestructuración del sistema.
Los investigadores de la agencia, respaldados, por supuesto, por cualquier persona de la industria privada que quiera participar, por así decirlo, tienen como objetivo demostrar una conexión de 10 terabit, aunque todavía no hay una línea de tiempo. Pero la buena noticia por ahora es que todas las bibliotecas de software creadas por FastNIC serán de código abierto, por lo que este estándar no se limitará a los sistemas patentados del Departamento de Defensa.
FastNIC apenas está comenzando, así que olvídalo por ahora y te avisaremos cuando DARPA descifre el código en un año o tres.
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