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Empresas do setor industrial estão promovendo melhorias na tecnologia Ethernet para aplicações em inteligência artificial e computação de alto desempenho.

As demandas da inteligência artificial, as necessidades de alto desempenho computacional e as ações em prol da sustentabilidade estão impulsionando a indústria de tecnologia a reformular a tradicional rede Ethernet.

Existe uma demanda por ampliar a dimensão, a estabilidade e a confiabilidade da Ethernet, o que tem gerado um aumento no interesse pelo Consórcio Ultra Ethernet.

AMD, Arista, Broadcom, Cisco, Eviden, HPE, Intel, Meta e Microsoft se uniram em julho do ano passado para estabelecer o Ultra Ethernet Consortium. Seu objetivo é reunir líderes do setor para desenvolver uma arquitetura completa de comunicação baseada em Ethernet para redes de alto desempenho. Desde novembro, a UEC tem recebido a adesão de 45 novas empresas, totalizando agora 715 especialistas participando dos oito grupos de trabalho da organização.

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Segundo J Metz, líder do comitê de direção UEC, há um grande interesse em uma rede aberta e acessível, baseada em Ethernet, que seja feita sob medida para atender às demandas das cargas de trabalho de Inteligência Artificial (AI) e Computação de Alto Desempenho (HPC). Ele expressa que o alto nível de engajamento é positivo e contribui para alcançar o objetivo de garantir ampla interoperabilidade e estabilidade.

Segundo Uri Elzur, presidente do comitê consultivo técnico da UEC, a intenção não era lançar uma nova tecnologia e fazer as pessoas esperarem sete anos para que ela chegasse ao mercado.

Com a abordagem adotada pela UEC, os clientes podem utilizar switches Ethernet já instalados e aproveitar as inovações disponíveis nesse nível de tecnologia, como mencionado por Elzur. Dessa forma, ao realizar uma nova aquisição, eles terão a opção de considerar recursos adicionais oferecidos pela UEC que são plenamente compatíveis com Ethernet, permitindo o uso de suas ferramentas existentes para trabalhar com essa tecnologia.

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Reformulação: Edição UEC 1.0

O progresso no desenvolvimento das especificações da UEC está em conformidade com um cronograma desafiador estabelecido pelo grupo, que planeja lançar a versão 1.0 no terceiro trimestre de 2024. O documento UEC 1.0 Visão Geral descreve as principais metas do grupo para a próxima especificação.

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A UEC afirmou que, apesar das vantagens do uso da Ethernet, é possível e necessário fazer melhorias. As redes precisam se desenvolver para proporcionar um desempenho ainda mais avançado, considerando a expansão e demanda por maior largura de banda no futuro. É crucial garantir a entrega rápida de suporte de rede de mensagens a todos os pontos de conexão, evitando atrasos significativos para alguns deles.

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Por exemplo, a UEC destaca a importância de reduzir a “latência de cauda” durante o treinamento de modelos de inteligência artificial. Isso envolve fases frequentes de computação e comunicação, em que o início da próxima etapa de treinamento depende da conclusão da comunicação entre os conjuntos de GPUs. A latência de cauda, que é a medida do tempo de chegada da última mensagem na fase de comunicação, é um indicador crucial do desempenho do sistema.

Para atingir baixa latência de cauda, a especificação UEC abordará necessidades essenciais de rede para os futuros aplicativos.

  • Diversos caminhos e distribuição de pacotes
  • Flexibilidade na entrega do pedido.
  • Formas atuais de gerenciamento de tráfego excessivo.
  • Monitoramento remoto abrangente
  • Maior amplitude, segurança e confiabilidade.

A UEC afirmou que o desafio final acrescenta uma carga adicional aos desafios anteriores. Os sistemas de alta performance têm pouca tolerância a erros, que se multiplicam em uma escala maior. Manter a previsibilidade e o determinismo torna-se mais complicado à medida que os sistemas crescem, o que requer novas abordagens para garantir a estabilidade completa.

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Outro desafio com o qual a UEC está lidando é configurar a capacidade de permitir diferentes formas de comunicação entre clusters, em relação à inteligência artificial e redes de alta performance.

“Apesar de termos várias opções de comunicação disponíveis atualmente, geralmente optamos por usar apenas uma rota para nos conectarmos. Assim, qualquer problema nessa rota pode afetar todo o sistema”, explicou Elzur. “É necessário implementar um sistema com diversas vias de rede disponíveis o tempo todo, todas sempre prontas para serem utilizadas.”

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Ethernet Alliance publica planificación para 2024

No mais recente planejamento anual de 2024 da Ethernet, a Ethernet Alliance destacou a inteligência artificial e aprendizado de máquina como o novo aplicativo de destaque para a indústria da Ethernet.

De acordo com o presidente da Aliança Ethernet, Peter Jones, a Ethernet está se desenvolvendo para atender às necessidades do mercado em relação a serviços de AI/ML e outras aplicações. Isso é feito por meio do avanço contínuo para interfaces com velocidades mais altas, uma ampla gama de opções de conexão e melhorias na eficiência energética.

Jones colocou em questão a viabilidade da substituição ou alternativa às operações atuais de InfiniBand com o uso de Ethernet. Ele destacou a importância de a nova tecnologia ser capaz de oferecer as mesmas funcionalidades da antiga, porém de forma superior e mais econômica.

Jones mencionou que as principais alterações incluirão questões como distribuição equitativa de tarefas e os protocolos necessários para garantir a integração de diferentes componentes.

A preocupação com a sustentabilidade também é evidente na indústria Ethernet, como destacado pela Aliança Ethernet em seu plano de 2014. De acordo com Jones, a parcela de energia consumida pela rede em equipamentos de data center está em crescimento. Em vez de culpar apenas o rack, é crucial focar em como aumentar o serviço e ao mesmo tempo reduzir o consumo de energia. A ênfase na eficiência e eficácia é essencial para aprimorar os produtos oferecidos pela Ethernet.

Conferência sobre comunicação por fibra óptica em 2024.

Na conferência e exposição desta semana, durante a Optical Fiber Communication (OFC) de 2024, os participantes destacaram as principais prioridades da Ethernet Alliance: promover a interoperabilidade e a confiabilidade entre diversos fornecedores em velocidades que chegam a 800 Gigabit Ethernet (GbE).

A presença da Aliança na conferência OFC envolveu a utilização de uma variedade abrangente de equipamentos de rede de empresas como Arista, Cisco, Juniper, Marvell, Spirent, Synopsis, entre outras. Foram utilizadas interfaces como OSFP, QSFP-DD, QSFP e SFP, além de tecnologias de teste e medição para garantir a capacidade da Ethernet de suportar aplicações de alta demanda.

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De acordo com Kevin Wollenweber, vice-presidente sênior e gerente geral da divisão de conectividade de rede, data center e provedor da Cisco, existem aplicativos de data center que estão solicitando essas alterações na tecnologia Ethernet.

Wollenweber afirmou que o constante aumento do tráfego nos data centers está impulsionando a necessidade de soluções de rede de alta capacidade e inteligentes. Com a Ethernet sendo amplamente utilizada e evoluindo para velocidades de 400G, 800G e até 1.6T, é a principal escolha para a maioria das aplicações de rede. A inteligência artificial, especialmente a geração e o treinamento de modelos, é vista como um dos principais impulsionadores de crescimento, juntamente com outras aplicações que podem se beneficiar das velocidades mais altas da Ethernet, como computação de alto desempenho e armazenamento.

Segundo Wollenweber, outros fatores que impulsionarão o crescimento da Ethernet são:

  • Os provedores de conteúdo de mídia e as emissoras podem utilizar a Ethernet para atender à crescente necessidade por conteúdo e experiências de mídia mais avançadas, como mais feeds de câmera, vídeo em resoluções mais altas como 4K e 8K, e recursos de realidade virtual.
  • A integração do tráfego de aplicativos e armazenamento IP em uma única rede está elevando a demanda por largura de banda. As organizações estão adotando mais armazenamento IP e unificando suas redes de dados em um datacenter moderno, baseado em Ethernet, que pode lidar com congestionamentos e garantir largura de banda suficiente para suas aplicações.
  • Com o avanço das resoluções gráficas, a Ethernet poderá também viabilizar os jogos multiplayer em nuvem em ascensão e as aplicações de tradução de vídeo em tempo real.

O Grupo 650 afirmou recentemente que as velocidades da rede Ethernet estão em constante aumento para atender às demandas da inteligência artificial e do aprendizado de máquina. Demonstrando avanços com 1,6TbE no início de 2024, a Ethernet está se adaptando às necessidades da rede AI/ML, e o Grupo 650 prevê que as soluções de 1,6 TbE se tornarão a principal velocidade de porta até 2030.

O Grupo Dell’Oro prevê que quase metade das portas de switches em data centers serão de velocidades de 400G ou superiores até 2027, com a expectativa de que a velocidade de 800G ultrapasse a de 400G até 2025.