C114訊 5月25日消息（九九）5月23日，2024中國高質(zhì)量發(fā)展論壇的第四場線上論壇——“AI時代：數(shù)據(jù)中心光互聯(lián)技術(shù)新趨勢”順利舉行。論壇邀請電信運營商、互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)商、云計算廠商、模塊芯片商、科研院所、業(yè)內(nèi)專家共聚一堂，圍繞熱點話題深入探討光互聯(lián)和全光交換的應(yīng)用及其面臨的機遇和挑戰(zhàn)。
中國移動研究院基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究所副所長程偉強在主題演講中表示，全球智能算力需求快速增長，亟需構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、技術(shù)領(lǐng)先、軟硬協(xié)同、兼容開放的新型智算中心（NICC）技術(shù)體系。其中，智算中心網(wǎng)絡(luò)用于連接CPU、GPU、內(nèi)存等池化異構(gòu)算力資源，貫穿數(shù)據(jù)計算、存儲全流程，網(wǎng)絡(luò)性能增強對提升智算中心整體算力水平具有關(guān)鍵意義。
程偉強介紹，當(dāng)前業(yè)界智算中心高性能網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新主要分為兩個方向，一是基于現(xiàn)有以太網(wǎng)優(yōu)化，二是革新底層以太網(wǎng)方案。中國公司主導(dǎo)的全調(diào)度以太網(wǎng)（GSE）和美國公司主導(dǎo)的超級以太網(wǎng)（UE）都以革新以太網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)機制作為核心，并進一步優(yōu)化各層協(xié)議棧，推動網(wǎng)絡(luò)芯片底層邏輯架構(gòu)支持，突破無損以太性能瓶頸。
程偉強進一步介紹，全調(diào)度以太網(wǎng)（GSE）技術(shù)體系能夠最大限度兼容以太網(wǎng)生態(tài)，從四層（物理層、鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層）+一體（管理和運維體系）等幾個層級進行優(yōu)化和增強，構(gòu)建無阻塞、高帶寬、低時延的新型智算中心網(wǎng)絡(luò)，形成標(biāo)準(zhǔn)開放的技術(shù)體系，助力AI產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
當(dāng)前，基于GSE的以太網(wǎng)技術(shù)路線逐漸形成產(chǎn)業(yè)共識，高帶寬、高性能、高可靠、高安全的以太網(wǎng)助力智算中心互聯(lián)，提升智算中心網(wǎng)絡(luò)性能和整體算力水平。
在高帶寬方面，AIGC推動B400G技術(shù)發(fā)展，800GE將成為智算中心組網(wǎng)的重要代際節(jié)點。IEEE 800G標(biāo)準(zhǔn)進展順利，802.3df（8x100G）已發(fā)布，802.3dj（4x200G和800G相干）在快速推動。中國移動專家積極貢獻，推動實現(xiàn)了20km、40km、80km互通和共平臺，并主導(dǎo)完成800GE 20km Objective立項，是中國公司專家在IEEE的首個以太網(wǎng)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)立項。
1.6Tb/s標(biāo)準(zhǔn)制定也已啟動，業(yè)界開始積極布局。802.3dj重點關(guān)注1.6TE短距光標(biāo)準(zhǔn)，PCS/FEC方案已確定，1.6TBASE-DR8（500m）和1.6TBASE-DR8-2（2km）光接口基礎(chǔ)參數(shù)已確定；OIF已領(lǐng)跑1.6T相干，同步開展互操作的1600ZR和1600ZR+標(biāo)準(zhǔn)化，降低成本并加強行業(yè)間的協(xié)作，產(chǎn)業(yè)趨勢明朗。
在高性能方面，GSE創(chuàng)新以太網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)機制，基于三大核心機制轉(zhuǎn)變：從“流”分發(fā)到“報文”分發(fā)、從“盲發(fā)+被動控制”到“感知+主動控制”、從“局部”決策到“全局”調(diào)度，實現(xiàn)高精度負載均衡、網(wǎng)絡(luò)層原生無損及低延遲。
程偉強指出，采用GSE分發(fā)技術(shù)后，有個特別的優(yōu)勢是，用相對小容量的交換芯片，構(gòu)建更大的GPU集群。因為GSE采用了報文容器分發(fā)機制，對leaf上行端口速率需求降低，同等芯片容量下，leaf上行口的端口速率越小，組網(wǎng)規(guī)模越大，負載分擔(dān)鏈路更加散列，包均衡能力更優(yōu)，更適配國產(chǎn)芯片大規(guī)模組網(wǎng)需求。以12.8T交換芯片構(gòu)建H100 GPU集群為例，
若采用傳統(tǒng)RoCE組網(wǎng)，Spine交換機和Leaf交換機之間需要采用400GE接口互聯(lián)，算力集群的最大規(guī)模僅能達到512張GPU卡；若采用GSE組網(wǎng)，Spine交換機和Leaf交換機之間用100GE接口互聯(lián)即可，算力集群的最大規(guī)模能夠達到2048張GPU卡。也就是說，GSE用同樣大小的交換芯片可以組出4倍于RoCE網(wǎng)絡(luò)的集群，這個對于國內(nèi)交換芯片相對落后的情況尤其重要。
程偉強進一步介紹了全調(diào)度以太網(wǎng)的技術(shù)優(yōu)勢和產(chǎn)業(yè)進展：超大規(guī)模，極致的鏈路負載，同等芯片容量，GSE網(wǎng)絡(luò)可支持更大集群規(guī)模；超高性能，GSE網(wǎng)絡(luò)較RoCE網(wǎng)絡(luò)性能提升30%，提升大模型訓(xùn)練效率；超高可用，集中控制統(tǒng)一納管，高精度監(jiān)控“135”故障處理，保證集群可用性。目前，GSE推進計劃已經(jīng)有40余家合作伙伴，多個GSE的芯片項目已經(jīng)在開發(fā)過程中。
在高可靠方面，AI大模型網(wǎng)絡(luò)集群規(guī)模已達到萬卡級別，模型訓(xùn)練耗時長、成本高。鏈路異常導(dǎo)致訓(xùn)練中斷，造成算力的浪費與成本的增加；萬卡集群端口數(shù)超過幾萬，線路故障不可避免。來自相關(guān)廠商統(tǒng)計數(shù)據(jù)，光鏈路異常頻發(fā)，故障率約為0.1%~0.2%，平均每周近1起鏈路閃斷類告警。
程偉強強調(diào)，團隊正在發(fā)展FlexLane技術(shù)，這是基于以太網(wǎng)物理層彈性通道的高可靠保障技術(shù)。當(dāng)物理層檢測到lane故障后進行快速故障隔離，可以有效減少大模型訓(xùn)練因模塊故障而重新load check piont的幾率，在智算中心場景有很好應(yīng)用前景。
在高安全方面，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全方案無法滿足智算中心網(wǎng)絡(luò)需求，IPSec、MACSec等安全方案應(yīng)用于智算網(wǎng)絡(luò)時，難以兼容存量設(shè)備，無法覆蓋所有數(shù)據(jù)報文，引入較長處理時延，增加大量封裝開銷，影響AI算效。
程偉強介紹，中國移動提出的以太網(wǎng)物理層安全（PHYSec）架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)，具有四大特點：一是協(xié)議透明，全加密。在物理層對比特流加密，保護所有幀頭部，掩蓋幀長度、幀發(fā)送頻率。二是隨流安全，低時延。隨流加密，解密時延全掩蓋（~20ns），對AI訓(xùn)練或推理基本無影響。三是不占帶寬，低開銷。基于物理層原生機制承載協(xié)議，不占用用戶帶寬。四是兼容存量，易部署�？苫赑HY芯片或光模塊DSP芯片實現(xiàn)，安全可插拔，支持存量網(wǎng)絡(luò)平滑升級。
演講的最后，程偉強表示，歡迎大家加入GSE推進計劃，共同推動中國智算中心網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)發(fā)展，構(gòu)建AI網(wǎng)絡(luò)的中國方案。
