AI ワークロードのネットワーク: AI のネットワーク要件は何ですか?

イーサネットケーブルの8本のワイヤーは何をするのですか?

導入

人工知能(AI)は、医療から製造業に至るまで、よりスマートな意思決定と自動化を可能にすることで、様々な産業に変革をもたらしています。しかし、AIアプリケーションの成功は、基盤となるネットワークインフラに大きく依存します。従来のクラウドコンピューティングとは異なり、AIワークロードは膨大なデータフローを生成するため、堅牢で効率的なネットワークソリューションが不可欠です。では、AIに必要なネットワーク要件とは一体何でしょうか?そして、インフラがAIの課題に対応できる環境を確保するにはどうすれば良いのでしょうか?早速見ていきましょう。

AIワークロード特有の課題

ディープラーニングモデルのトレーニングやリアルタイム推論の実行といったAIワークロードは、従来のコンピューティングタスクとは大きく異なるデータフローを生成します。これらの課題には以下が含まれます。

エレファント・フローズ

AIワークロードは、多くの場合、「エレファントフロー」と呼ばれる大規模で継続的なデータストリームを生成します。これらのフローは特定のネットワークパスに過負荷をかけ、輻輳や遅延を引き起こす可能性があります。

多対一トラフィック

AI クラスターでは、複数のプロセスが単一の受信者にデータを送信し、ネットワークのバックプレッシャー、輻輳、さらにはパケット損失が発生する場合があります。

低レイテンシ要件

自律走行車やロボットなどのリアルタイム AI アプリケーションでは、タイムリーな意思決定を確実に行うために、超低レイテンシが求められます。

カテゴリー6 UTP

Cat6ケーブル

Cat5eケーブル

Cat.5e UTP 4ペア

AIの主要なネットワーク要件

これらの課題に対処するには、AI ネットワークは次の要件を満たす必要があります。

高帯域幅

AIワークロードでは、大規模なデータセットを処理するために高速データ転送が必要です。Cat6、Cat7、Cat8などのイーサネットケーブルが一般的に使用されており、Cat8は短距離で最大40Gbpsの速度を提供します。

低遅延

AI クラスターでは、複数のプロセスが単一の受信者にデータを送信し、ネットワークのバックプレッシャー、輻輳、さらにはパケット損失が発生する場合があります。

コネクタ

標準の RJ45 または M12 コネクタはケーブルをデバイスにリンクするために使用され、安全で効率的な接続を提供します。

産業用イーサネットケーブルの主な特徴

高い信頼性

シールド設計により EMI が低減され、高湿度、極端な温度、化学物質への曝露などの厳しい環境でも安定したデータ転送が保証されます。

低遅延

リアルタイムAIアプリケーションでは、レイテンシの削減が不可欠です。RDMA(Remote Direct Memory Access)やRoCE(RDMA over Converged Ethernet)などのテクノロジーは、デバイス間の直接メモリアクセスを可能にすることで、遅延を最小限に抑えます。

アダプティブルーティング

エレファントフローのバランスを取り、輻輳を防ぐために、アダプティブ ルーティングは、輻輳が最も少ないパス全体にデータを動的に分散します。

輻輳制御

高度なアルゴリズムがネットワーク トラフィックを監視および管理し、負荷が高い場合でも最適なパフォーマンスを保証します。

スケーラビリティ

AIネットワークは、増大するデータ需要に対応するためにシームレスに拡張する必要があります。パッチパネルや無酸素ケーブルなどの構造化配線システムは、拡張に必要な柔軟性と信頼性を提供します。

RDMAとRoCEがAIネットワークを強化する方法

RDMAとRoCEはAIネットワークに革命をもたらし、以下のことを実現します。

直接データ転送 RDMA は CPU をバイパスすることでレイテンシを削減し、効率を向上させます。
アダプティブルーティング RoCE ネットワークは、適応型ルーティングを使用してトラフィックを均等に分散し、ボトルネックを防止します。
混雑管理 高度なアルゴリズムとプールされたバッファにより、ピーク負荷時でもスムーズなデータフローが保証されます。

適切なケーブルソリューションの選択

あらゆるAIネットワークの基盤はケーブル配線インフラです。考慮すべき点は以下のとおりです。

イーサネットケーブル Cat6 および Cat7 ケーブルはほとんどの AI アプリケーションに適していますが、Cat8 は高速、短距離接続に最適です。
パッチパネル パッチ パネルはネットワーク接続を整理および管理し、インフラストラクチャの拡張と保守を容易にします。
無酸素ケーブル これらのケーブルは優れた信号品質と耐久性を備えており、要求の厳しい環境でも信頼性の高いパフォーマンスを保証します。
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適切なケーブルソリューションの選択

Aipu Watonグループは、AIワークロードのニーズを満たすよう設計された高性能な構造化配線システムを専門としています。新しいAIネットワークを構築する場合でも、既存のネットワークをアップグレードする場合でも、Aipu Watonの配線ソリューションは、お客様が必要とする信頼性とパフォーマンスを提供します。

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投稿日時: 2025年3月6日