Procesoarele supercomputerelor pot gestiona cantități enorme de date într-o secundă, dar fluxul de date dintre procesor și subsistemele computerului nu este la fel de eficient, din această cauză creându-se un blocaj de transfer de date. Pentru a aborda această problemă, un grup de cercetători a conceput un sistem de rețele reconfigurabile, denumite FLEET-uri, care ar putea accelera transferul de date de până la 100 de ori. Proiectul inițial, care este parte a unui proiect „DARPA-hard”, a fost descris într-un studiu publicat în data de 30 aprilie 2021, în cadrul revistei IEEE Internet Computing.
Plăcile de rețea sunt componente hardware importante, care conectează computerele la rețea, facilitând transferul de date. Cu toate acestea, în prezent, aceste componente rămân cu mult în urma procesoarelor în ceea ce privește viteza cu care pot gestiona datele.
„Procesoarele și rețelele optice funcționează la viteze de ordinul terabiților pe secundă (Tbps). Însă, interfețele de rețea curente, utilizate pentru a transfera date în interiorul și în afara lor, funcționează, de obicei, la viteze de ordinul gigabiților pe secundă”, a declarat Seth Robertson, cercetător principal în cadrul Laboratoarelor Peraton și care a fost unul dintre conducătorii proiectului FLEET.
O parte a soluției echipei sale o reprezintă dezvoltarea interfețelor optice de rețea (O-NIC), care pot fi conectate la hardware-ul computerului existent. În timp ce plăcile de rețea tradiționale au, de obicei, un singur port, O-NIC-urile prezintă două porturi. În plus, acestea din urmă pot facilita transferul de date între multe tipuri de subcomponente ale computerelor. O-NIC-urile sunt conectate la comutatoare optice, care permit sistemului să reconfigureze rapid fluxul de date în funcție de necesități.
„Conexiunile pot fi modificate înainte sau în timpul execuției pentru a se integra cu diferite dispozitive”, a explicat Fred Douglis, cercetător șef în cadrul Laboratoarelor Peraton și co-investigator al proiectului FLEET.
Pentru a sprijini reconfigurabilitatea sistemului, cercetătorii au proiectat un nou planificator software, care determină cea mai bună configurație și ajustează fluxul de date în consecință. „În ceea ce privește software-ul, existența unui planificator, care poate folosi această flexibilitate, este esențială pentru a realiza creșterea performanțelor așteptate. Gama largă de topologii poate conduce la obținerea unor viteze de transfer de ordinul zecilor de terabiți pe secundă”, a declarat Douglis.
Pentru moment, FLEET-urile se află în stadiile incipiente de dezvoltare. Proiectarea inițială a O-NIC-urilor și a planificatorului software a fost realizată în primul an din ceea ce se așteaptă să fie un proiect de patru ani. Totuși, odată finalizată, echipa anticipează că, pe baza generației actuale (a cincea) de PCIe-uri (un standard de interfață care conectează plăcile de rețea și alte dispozitive periferice de înaltă performanță), noua interfață de rețea va atinge viteze de 12 Tbps. În plus, odată cu apariția următoarelor generații de PCIe-uri, aceste dispozitive ar putea atinge viteze și mai mari.
Robertson a remarcat faptul că, exceptând noile O-NIC-uri, FLEET-urile vor depinde aproape în întregime de componentele disponibile, ceea ce înseamnă că acestea for putea fi ușor de integrat în sistemele informatice existente.
„Odată ce putem dovedi că FLEET-urile ating performanța așteptată, am dori să standardizăm interfețele acestora și să discutăm cu furnizorii tradiționali de hardware cu scopul de a face această topologie extrem de adaptabilă disponibilă pe scară largă”, a declarat Robertson, adăugând faptul că echipa sa intenționează ca planificatorul software să fie de tip open-source.
