以太網(wǎng)如何在人工智能網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域超越InfiniBand

隨著人工智能（AI）技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)據(jù)中心和高性能計算（HPC）領(lǐng)域?qū)W(wǎng)絡(luò)性能的要求越來越高。InfiniBand作為一種高性能網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，長期以來在AI和HPC領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位。然而，近年來以太網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，使其在AI網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域逐漸展現(xiàn)出強大的競爭力，甚至有望超越InfiniBand。本文將從技術(shù)特點、成本效益、生態(tài)系統(tǒng)等多個方面探討以太網(wǎng)如何實現(xiàn)這一超越。

以太網(wǎng)與InfiniBand的技術(shù)特點

帶寬與延遲

InfiniBand以其低延遲和高帶寬特性著稱，最新一代的InfiniBand網(wǎng)絡(luò)能夠提供高達200Gbps甚至更高的傳輸速率。然而，以太網(wǎng)技術(shù)也在不斷進步，現(xiàn)代以太網(wǎng)已經(jīng)能夠支持800Gbps的接口，而InfiniBand在未來兩年內(nèi)仍無法達到這一水平。此外，以太網(wǎng)通過技術(shù)創(chuàng)新（如無損以太網(wǎng)和RoCEv2）顯著降低了延遲，使其成為低延遲AI工作負載的可行選擇。

可擴展性與靈活性

以太網(wǎng)的廣泛采用和兼容性使其具有高度的可擴展性和靈活性。它能夠與現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施無縫集成，支持各種設(shè)備，更容易適應(yīng)不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。相比之下，InfiniBand由于其專有協(xié)議和硬件依賴性，可能需要特定的配置，從而限制了其可擴展性和互操作性。

安全與管理

以太網(wǎng)在企業(yè)和服務(wù)網(wǎng)絡(luò)中長期占據(jù)主導(dǎo)地位，因此具備健全的安全協(xié)議和全面的管理功能。這些功能是通過數(shù)十年的發(fā)展和優(yōu)化構(gòu)建的，能夠為AI部署提供強大的安全保障。而InfiniBand在安全和管理功能方面相對薄弱。

以太網(wǎng)的成本優(yōu)勢

以太網(wǎng)的普及和大規(guī)模生產(chǎn)使其在成本上具有顯著優(yōu)勢。以太網(wǎng)組件和設(shè)備的廣泛使用降低了部署和維護成本，使其成為預(yù)算有限的組織的理想選擇。相比之下，InfiniBand的成本較高，主要由于其專有技術(shù)和硬件依賴性。例如，InfiniBand交換機的價格通常是以太網(wǎng)交換機的數(shù)倍。

生態(tài)系統(tǒng)與供應(yīng)商多樣性

以太網(wǎng)的開放性和標準化使其擁有廣泛的生態(tài)系統(tǒng)和多樣化的供應(yīng)商。這不僅為用戶提供了更多的選擇，還促進了市場競爭，進一步降低了成本。相反，InfiniBand的生態(tài)系統(tǒng)相對封閉，主要由英偉達等少數(shù)供應(yīng)商主導(dǎo)，容易形成供應(yīng)商鎖定。

以太網(wǎng)的技術(shù)創(chuàng)新

RoCEv2技術(shù)

RoCEv2（基于融合以太網(wǎng)的遠程直接內(nèi)存訪問）技術(shù)是推動以太網(wǎng)在AI領(lǐng)域發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。RoCEv2允許通過以太網(wǎng)在設(shè)備之間直接進行內(nèi)存訪問，從而顯著提高了數(shù)據(jù)傳輸效率，降低了CPU利用率。這種技術(shù)不僅提升了以太網(wǎng)的性能，還使其能夠更好地滿足AI工作負載的需求。

無損以太網(wǎng)

無損以太網(wǎng)技術(shù)通過先進的流量控制、改進的擁塞處理和提升的緩沖性能，進一步優(yōu)化了以太網(wǎng)的性能。這些特性使得以太網(wǎng)能夠在高負載下保持穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸，從而更好地支持AI訓(xùn)練和推理任務(wù)。

超以太網(wǎng)聯(lián)盟（UEC）規(guī)范

2025年6月，超以太網(wǎng)聯(lián)盟（UEC）發(fā)布了UEC1.0規(guī)范，這一規(guī)范專為現(xiàn)代AI和高性能計算工作負載設(shè)計。UEC1.0規(guī)范不僅集成了適用于以太網(wǎng)和IP的現(xiàn)代遠程直接內(nèi)存訪問（RDMA）技術(shù)，還確保了端到端的可擴展性，能夠覆蓋數(shù)百萬臺設(shè)備。此外，該規(guī)范打破了供應(yīng)商鎖定的限制，為用戶提供了更多的選擇和靈活性。

以太網(wǎng)在AI網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用場景

統(tǒng)一前后端網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

傳統(tǒng)AI網(wǎng)絡(luò)中，后端GPU集群通常依賴InfiniBand，而前端網(wǎng)絡(luò)則依賴以太網(wǎng)，這導(dǎo)致了網(wǎng)關(guān)復(fù)雜性和運維割裂。以太網(wǎng)通過統(tǒng)一前端（通用計算）與后端（AI訓(xùn)練）網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)了標準化的操作技能集和平臺復(fù)用，降低了管理復(fù)雜度。例如，Arista的解決方案通過開放標準整合了AI加速器、CPU和存儲資源，形成了端到端的可擴展網(wǎng)絡(luò)。

支持大規(guī)模AI集群

以太網(wǎng)通過技術(shù)創(chuàng)新，能夠支持大規(guī)模AI集群的部署。例如，RoCEv2和無損以太網(wǎng)技術(shù)使得以太網(wǎng)能夠支持數(shù)千張GPU卡構(gòu)成的集群，且在大規(guī)模部署下仍能保持性能穩(wěn)定。此外，UEC1.0規(guī)范的發(fā)布進一步提升了以太網(wǎng)在大規(guī)模AI集群中的適用性。

市場趨勢與預(yù)測

根據(jù)Gartner的預(yù)測，到2028年，45%的生成式AI流量將在以太網(wǎng)上運行，而目前這一比例還不到20%。相比之下，預(yù)計30%的生成式AI流量將在InfiniBand上運行。這一趨勢表明，以太網(wǎng)在AI網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的市場份額正在快速增長，有望在未來幾年內(nèi)超越InfiniBand。

以太網(wǎng)超越InfiniBand的關(guān)鍵因素

技術(shù)創(chuàng)新與性能提升

以太網(wǎng)通過RoCEv2、無損以太網(wǎng)和UEC1.0規(guī)范等技術(shù)創(chuàng)新，顯著提升了其在AI網(wǎng)絡(luò)中的性能和適用性。這些技術(shù)不僅降低了延遲，還提高了帶寬和可擴展性，使其能夠滿足AI工作負載的嚴苛要求。

成本效益與生態(tài)系統(tǒng)優(yōu)勢

以太網(wǎng)的開放性和標準化使其具備顯著的成本效益和多樣化的生態(tài)系統(tǒng)。與InfiniBand相比，以太網(wǎng)的部署和維護成本更低，且能夠避免供應(yīng)商鎖定。此外，以太網(wǎng)的生態(tài)系統(tǒng)更加廣泛，支持多租戶場景和靈活的集群擴展。

統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的需求

隨著AI技術(shù)的普及，企業(yè)對統(tǒng)一前后端網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的需求日益增加。以太網(wǎng)通過整合前端和后端網(wǎng)絡(luò)，簡化了運維管理，降低了復(fù)雜度。這種統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)不僅提高了管理效率，還降低了運營成本。

總結(jié)

以太網(wǎng)憑借其技術(shù)創(chuàng)新、成本效益和生態(tài)系統(tǒng)優(yōu)勢，正在逐步超越InfiniBand，成為AI網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的首選技術(shù)。通過RoCEv2、無損以太網(wǎng)和UEC1.0規(guī)范等技術(shù)的推動，以太網(wǎng)不僅在性能上能夠滿足AI工作負載的需求，還在成本和管理上展現(xiàn)出顯著的優(yōu)勢。隨著市場的不斷發(fā)展和技術(shù)的持續(xù)進步，以太網(wǎng)有望在未來幾年內(nèi)成為AI網(wǎng)絡(luò)的主流選擇。

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