太平洋科技企业站

首页 > 企业站 > 企业站_资讯眼> 正文

以1抵12！Spectrum-4平台成为NVIDIA Omniverse骨干网络

九月责任编辑：wangshen 发布于：2022-07-15 18:42 PConline原创

　　虚拟世界无疑将是未来互联网的一个重要属性。Meta打破物理世界隔阂，让用户在虚拟世界中实现沉浸式的社交和娱乐行为。而NVIDIA则从工业和工程的角度来重新审视虚拟世界，构建了 Omniverse平台，为实现数字孪生模型铺平了道路。

　　目前Omniverse平台已广泛应用于机器人仿真、数据科学建模、5G应用、自动驾驶汽车、智能工厂和气候研究等新应用领域。

　　近日，NVIDIA举行媒体沟通会，就Omniverse 数字孪生，以及GTC 2022 春季大会上发布的OVX加速计算系统和NVIDIA Spectrum-4 以太网平台做了深入的介绍。

Omniverse：与物理世界相同的虚拟世界

　　据悉，Omniverse的目的是要打造符合现实物理规则的虚拟世界，以帮助行业人士快速、低成本的完成现实世界中难以实现的设计和模拟等工作。

　　在NVIDIA看来，真正的数字孪生必须满足如下四个特征：

　　1.物理上有准确性和真实性，可以遵循物理的定律；

　　2.不间断的与物理世界进行同步，基本上实现即见即所得的同步体验；

　　3.精准的时间运行，需要精准时间来在多个计算节点上实现同步；

　　4.包括多种多个自制系统，各种各样的系统来支撑数字孪生技术。

　　目前，用户可在Omniverse中保持虚拟世界具有物理上的准确性，遵守物理定律——可以对工业资产、流程或环境的大规模精确模拟，并具有多个与现实世界数据流完美同步的自治系统。

　　会上，NVIDIA展示了宝马集团借助Omniverse构建未来工厂的项目：

　　宝马集团在没有设备安装调试的情况下，在数字孪生环境中布置了产线，甚至生产流程、机器手自动化的配置等功能。由于宝马集团在虚拟环境中预先实现了工厂设计和匹配，因而在未来实现工厂设计时，便能从此前的数字孪生设计中提前预知风险并进行改善，让实际落地的产线处于最优化的状态。

计算力+网络平台，构建精确的工业数字孪生

　　Omniverse 数字孪生对于服务器设备计算力，以及网络都提出了更高的要求。英伟达很早就意识到，再强大的算力也需要稳定可靠的网络来提供支撑。

　　现有的网络存在多种挑战：庞杂的传统叶脊数据中心网络结构不适合数字孪生对扩展部署的需求，在网络性能、网络速度、网络延时方面不能满足实时性能数字孪生的要求，而且计时精度也无法满足数字孪生对精准时间运行的标准。

　　为实现数据中心规模、物理精确的工业数字孪生，NVIDIA在GTC春季大会上发布了OVX加速计算系统和Spectrum-4以太网网络平台，为数字孪生提供了加速的力量，可以保证物理准确性，同时让数据中心有可扩展性、低延时和精准时间的特点。

　　OVX服务器结合了目前最佳的光线追踪技术和相关网络组件，硬件方面包含8颗NVIDIA A40 RTX GPU，3张ConnectX-6 Dx 200Gbps网卡，2颗Xeon Platinum 8362处理器，1TB系统内存，以及16T NVMe存储。

　　为了能够更好的支撑数据中心规模的应用，NVIDIA提供了OVX POD和OVX SuperPOD架构，可以让OVX服务器实现扩展以支持最苛刻的数字孪生需求。

　　此前，为这些工作负载提供最优的支持，NVIDIA为OVX SuperPOD和OVX POD多服务器加速计算系统引入了NVIDIA Spectrum-3交换机，提供了200Gbps网络架构，并可以将32台OVX服务器与高速网络和高速存储进行连接。

　　而最新的Spectrum-4以太网网络平台除了提供更高的吞吐量、更好的服务质量、更高的安全性和更低的功耗与成本外，还实现了纳秒级计时精度，将带来 5 至 6 个数量级的提升。而且，Spectrum-4 网络平台将在云和边缘数据中心更全面的支持 Omniverse 数字孪生，成为 Omniverse 计算系统的骨干网络。

　　Spectrum-4网络平台是以Spectrum-4以太网交换机为核心，通过ConnectX-7智能网卡和NVIDIA BlueField DPU与NVIDIA DGX、EGX、HGX和OVX服务器构成的计算系统，提供网络和基础设施上的支持。

　　据了解，Spectrum-4平台提供四大优势：

　　1.加速，提供了很好的硬件性能和云规模的软件效率，能够给客户提供很好的加速网络平台；

　　2.创新，在交换芯片设计上有更能优化云、人工智能、存储工作负载的功能，能够让网络的性能更加加速；

　　3.优化，为客户提供优化的方案，让客户用最低的TCO和最高的ROI来部署网络；

　　4.可靠，实现公平性、可预测性的、可见性的功能，让客户可以看到或预测到一些情况的发生，可以很好的运维网络。

　　Spectrum-4交换机采用了NVIDIA自研的Spectrum ASIC交换芯片，可以提供强大的高性能交换能力，并让客户可由 NVIDIA CUMULUS或 SONIC网络操作系统进行交换机的管理和配置。而NVIDIA NetQ和NVIDIA AIR网络管理工具以及一些运维部署工具，更方便客户构建自己的网络平台。

　　Spectrum-4交换机是一个400GbE交换机，可以提供51.2Tbps交换带宽、12.8Tbps线速加密、37.6Bpps包转发速；提供64个800GbE端口、最高128个400GbE端口。与上一代交换机产品相比，其网络带宽提升4倍；安全加密性能提升3倍；可减少12倍交换机数量（端口密度高，1台即可替代上代 12台交换机组成的网络）；结合ASIC芯片制程，还会使其能源消耗减少40%。

　　软件方面，在NVIDIA收购CUMULUS和Mellanox后，便组建了新的NVIDIA网络平台，利用软件赋能用户。用户若想在交换机上提供定制化的开发，可通过开发接口SDK进行快速、开源的编程。

　　NetQ可让网络故障无处遁形，企业做出相应的问题进行验证、故障排除、遥测、网络分析、变更配置或者部署调整时，对一些网络配置进行变更验证，加速一些网络功能部署，这是非常有用的一个网络管理和操作平台。

　　NVIDIA Air相当于一个网络数字孪生。在 NVIDIA Air 的帮助下，企业可以非常轻松地搭建1:1的模拟环境，显著降低测试成本，并将通过验证的成功实践部署到自己的生产环境中。

　　在没有搭建具体网络情况下，NVIDIA Air可以辅助用户做网络构建和测试，简化网络部署。在孪生网络中，数百个交换机等设备都已经做了模拟配置，可通过孪生网络验证，再从孪生网络应用到生产网络，减少部署发生的网络故障问题，可以为交换机部署减少95%的时间。

　　小结：

　　Spectrum-4端到端以太网网络平台中的Spectrum-4 400GbE交换机、ConnectX-7智能网卡、BlueField-3 DPU这“三剑客”，为Spectrum-4网络平台带来了以1当12的能力，且可以和NVIDIA推出的OVX、EGX、HGX系统形成很好的整体计算系统解决方案，通过以太网的方式进行连接，提供现代数据中心工作负载所需的精确定时、强大的安全性、低延时、自适应路由和拥塞控制机制，来满足相关的计算系统对网络的要求。DOCA可以作为数据中心基础设施加速应用程序开发的平台，让客户和合作伙伴在上面做增强大规模云原生应用程序，进一步发挥BlueField DPU在数据中心基础设施上的巨大作用。

　　工业级的数字孪生对计算力和网络都提出了新的挑战，今天我们看到NVIDIA“软硬兼施”，为实现符合现实物理的虚拟世界做出了重要的技术支撑。

Spectrum-4 以太网交换机

九月

原创栏目