Mellanox Technologies¶

Mellanox Technologies — израильско-американская компания, разрабатывавшая и производившая высокопроизводительные сетевые решения, включая коммутаторы, адаптеры, кабели и программное обеспечение для центров обработки данных (ЦОД), суперкомпьютеров и облачных инфраструктур. Основана в 1999 году, штаб-квартира располагалась в Йокнеаме, Израиль, и Саннивейле, Калифорния. В 2020 году компания была приобретена корпорацией NVIDIA за 6,9 миллиарда долларов США, после чего стала подразделением NVIDIA Networking.

¶История

¶Основание и первые годы (1999—2005)

Компания была основана в 1999 году группой инженеров во главе с Эялем Вальдманом, ранее работавшими в Intel и Galileo Technology. Первоначально Mellanox сосредоточилась на разработке решений для технологии InfiniBand — высокоскоростной последовательной шины, предназначенной для соединения серверов и систем хранения данных. В 2003 году компания выпустила первый коммерческий адаптер InfiniBand с пропускной способностью 10 Гбит/с, что позволило ей занять нишу в сегменте высокопроизводительных вычислений (HPC).

¶Рост и расширение (2006—2015)

В 2007 году Mellanox провела первичное публичное размещение акций на бирже NASDAQ (тикер MLNX). В последующие годы компания активно расширяла продуктовую линейку, включая выпуск коммутаторов InfiniBand с поддержкой 40 Гбит/с (QDR) и 56 Гбит/с (FDR). В 2011 году Mellanox приобрела компанию Voltaire, производителя сетевых решений для HPC, что укрепило её позиции на рынке. В 2014 году был представлен стандарт EDR (100 Гбит/с), а в 2015 году — технология ConnectX-4, обеспечивавшая поддержку 100 Гбит/с Ethernet и InfiniBand.

¶Приобретение NVIDIA (2016—2020)

В 2016 году Mellanox выпустила технологию HDR (200 Гбит/с), ставшую основой для современных суперкомпьютеров. В 2019 году компания объявила о приобретении NVIDIA за 6,9 миллиарда долларов, что было завершено в апреле 2020 года. Сделка позволила NVIDIA интегрировать сетевые решения Mellanox в свои платформы для искусственного интеллекта и облачных вычислений, а также создать единую экосистему для ускоренных вычислений.

¶Продуктовая линейка

¶Сетевые адаптеры

Основным продуктом Mellanox были адаптеры серии ConnectX, поддерживающие как InfiniBand, так и Ethernet. Ключевые модели:

• ConnectX-4 — 100 Гбит/с, поддержка RDMA и NVMe over Fabrics.
• ConnectX-5 — 100/200 Гбит/с, улучшенная производительность для виртуализации и облачных сред.
• ConnectX-6 — 200 Гбит/с, поддержка HDR InfiniBand и 200 Гбит/с Ethernet.
• ConnectX-7 — 400 Гбит/с, оптимизирован для рабочих нагрузок ИИ и HPC.

¶Коммутаторы

Mellanox производила коммутаторы для InfiniBand и Ethernet, включая серии:

• Spectrum — Ethernet-коммутаторы с пропускной способностью до 12,8 Тбит/с, поддерживающие технологии SDN (Software-Defined Networking) и RoCE (RDMA over Converged Ethernet).
• Quantum — InfiniBand-коммутаторы для HPC, обеспечивающие низкую задержку (менее 100 нс) и высокую пропускную способность.

¶Кабели и оптические решения

Компания также выпускала активные оптические кабели (AOC) и медные кабели (DAC) для соединения адаптеров и коммутаторов, а также трансиверы для оптических интерфейсов.

¶Программное обеспечение

Mellanox разрабатывала программное обеспечение для управления сетями, включая:

• MLNX-OS — операционная система для коммутаторов.
• WinOF — драйверы для Windows.
• Mellanox Network Adapter Firmware — прошивки для адаптеров.
• Open vSwitch — интеграция с виртуальными сетевыми решениями.

¶Технологии

¶InfiniBand

InfiniBand — высокоскоростная последовательная шина, используемая для соединения серверов и систем хранения данных в HPC. Mellanox была одним из ведущих разработчиков этой технологии, поддерживая стандарты от SDR (2,5 Гбит/с) до HDR (200 Гбит/с). InfiniBand обеспечивает низкую задержку (менее 1 мкс) и высокую пропускную способность, что критично для суперкомпьютеров.

¶Ethernet

Mellanox также разрабатывала решения для Ethernet, включая поддержку RDMA over Converged Ethernet (RoCE), что позволяло использовать преимущества InfiniBand на стандартных Ethernet-сетях. Технология RoCE v2 стала стандартом для облачных дата-центров.

¶RDMA (Remote Direct Memory Access)

RDMA — технология, позволяющая передавать данные между компьютерами без участия центрального процессора, что снижает задержки и нагрузку на CPU. Mellanox активно внедряла RDMA в свои адаптеры, поддерживая как InfiniBand, так и RoCE.

¶NVMe over Fabrics

Технология, позволяющая использовать протокол NVMe (Non-Volatile Memory Express) для доступа к твердотельным накопителям (SSD) по сети. Mellanox обеспечивала поддержку NVMe over Fabrics через свои адаптеры, что ускоряло работу систем хранения данных.

¶Применение

¶Высокопроизводительные вычисления (HPC)

Mellanox была ключевым поставщиком сетевых решений для суперкомпьютеров, входящих в список TOP500. Например, суперкомпьютер Fugaku (Япония) использовал InfiniBand HDR от Mellanox. В России решения Mellanox применялись в суперкомпьютерах «Ломоносов-2» (МГУ) и «Кристофари» (НИЦ «Курчатовский институт»).

¶Центры обработки данных (ЦОД)

Облачные провайдеры, такие как Amazon Web Services (AWS), Microsoft Azure и Google Cloud, использовали Ethernet-решения Mellanox для построения внутренних сетей своих ЦОД. Технология RoCE позволяла снизить задержки и повысить эффективность работы виртуальных машин.

¶Искусственный интеллект и машинное обучение

С ростом популярности ИИ и глубокого обучения, решения Mellanox стали применяться для ускорения обучения нейросетей. Например, NVIDIA использовала адаптеры Mellanox для соединения GPU в кластерах DGX.

¶Финансовый сектор

В сфере высокочастотной торговли (HFT) низкая задержка InfiniBand и Ethernet Mellanox позволяла сократить время выполнения транзакций до наносекунд.

¶Критика и ограничения

Основной критикой в адрес Mellanox была высокая стоимость решений, особенно для InfiniBand, что ограничивало их применение в бюджетных проектах. Также отмечалась сложность настройки и администрирования сетей на базе InfiniBand по сравнению с традиционным Ethernet. После приобретения NVIDIA некоторые клиенты выражали опасения по поводу возможной монополизации рынка сетевых решений для HPC.

¶Интересные факты

• В 2015 году Mellanox стала первой компанией, продемонстрировавшей работу InfiniBand на скорости 200 Гбит/с (HDR).
• Технология Mellanox использовалась в суперкомпьютере Summit (США) — одном из самых мощных в мире на момент запуска в 2018 году.
• В 2019 году компания была включена в список Forbes «100 самых инновационных компаний мира».

¶Источники

• Официальный сайт NVIDIA Networking (раздел Mellanox)
• История компании Mellanox (пресс-релизы, 2000–2020)
• Статья «Mellanox Technologies: A History of High-Performance Networking» (HPCwire, 2020)
• Отчёт TOP500 за 2020 год
• Материалы конференций Supercomputing (SC) 2015–2019