Einleitung

Gen-Z™ ist ein skalierbares Verbindungsprotokoll, das einen aufgeschlüsselten Lösungsansatz bei gesteigertem Speicher- und Rechenleistungsbedarf bietet. Im Gegensatz zu anderen Protokollen nutzt Gen-Z die vorhandenen physischen Ebenen der Ethernet- und PCIe-Protokolle weiter, definiert jedoch eigene Datenlinks (MAC), Transportebenen-Paketierungsformate und Befehlsstrukturen.

Auf diese Weise erzielt Gen-Z extrem geringe Latenz bei hohem Durchsatz bei Datentransfers mit Cache-Line-Granularität im Vergleich mit herkömmlichen Kabel- und Anschlussmöglichkeiten, wie sie bei Ethernet oder PCIe zum Einsatz kommen.

SMART ist aktives Mitglied des Gen-Z-Konsortiums und einer der wenigen Vorreiter der Technologiebranche, die mit ihren Produkten die Entwicklung eines perfekten Ökosystems rund um das Gen-Z-Protokoll ermöglichen.

 

Vorteile

Die Umstellung auf ein disaggregiertes System, bei dem Speicher- und Rechenressourcen physisch getrennt werden, bietet zahlreiche Vorteile.

 

Die Hardwareherausforderung: Platzmangel auf Platinen

Bei Motherboards fehlt Platz zum Ergänzen weiterer DDR-DIMM-Steckplätze. Neue Highspeed-Parallelprotokolle benötigen komplexe Platinenentwicklungsverfahren und setzen den Einsatz exotischer Materialien bei der Produktion voraus, belasten Hardwarehersteller zusätzlich. Aus diesem Grunde entwickelt sich ein Branchentrend, der serielle Schnittstellen zur Speichererweiterung vorsieht.

Der Gen-Z-Ansatz:

• Ermöglicht den Einsatz von Speicherressourcen, die sich außerhalb des Gehäuses, sogar in anderen Racks befinden können. Dies beseitigt den Zwang, Speicher im Gehäuse selbst zu ergänzen, schafft Platz auf der Platine und senkt die Produktionskosten.
• Entkoppelt die CPU-Schnittstelle von spezifischer Speichertechnologie, ermöglicht Anwendern, CPU-Aufrüstungen unabhängig durchzuführen, ohne an bestimmte Anbieter oder Architekturen gebunden zu werden.
• Ermöglicht gemischte Kombinationen unterschiedlicher Speichertechnologien, ob direkt verbunden, als Permanentspeicher wie SCM (Storage Class Memory) oder in Form von reinen NAND-Flash-Speichermedien.
• Eliminiert enge Timingvorgaben direkt verbundener Parallelspeicherschnittstellen wie bei DDR4 und DDR5.

 

Die Softwareherausforderung: Arbeitslasten ändern sich

Aktuellste HPC-Modelle und KI/ML-Algorithmen benötigen gewaltige Speichermengen zur temporären Ablage von Datensätzen. Solche Datensätze müssen gleichzeitig von mehreren Rechnerknoten aufgerufen werden können.

Der Gen-Z-Ansatz:

• Speicher- und Rechenressourcen werden jeweils zusammengeschlossen, danach Rack-übergreifend gemeinsam genutzt. So können Anwendungen auf im ganzen Datencenter verteilte Ressourcen zugreifen.
• Komplette Neudefinition der Protokolle auf Datenlink- und Transportebene zum Erreichen einer Umlauflatenz im Bereich weniger Mikrosekunden im gesamten Netzwerk.
• Direkte Adressierung physisch verteilten Speichers ohne übermäßige Auslastung von Betriebssystem und Gerätetreibern. CPU-Kerne können sich intensiver auf die Ausführung der eigentlichen Anwendungen konzentrieren.
• Zuverlässiger und sicherer Datentransfer auf Cache-Granularitätsebene bei Laden- und Speichernsemantik.
• Erweiterte Merkmale wie Collectives und Atomics ermöglichen Datenverarbeitung ohne aufwändige Pufferkopien direkt an der Quelle.

 

Die Kostenherausforderung: Wertschöpfung aus Ihrer Investition

Da sich Technologien fortwährend weiterentwickeln, ist es kaum möglich, Technologien sicher zu identifizieren, welche die nächsten Jahrzehnte überdauern und eine vollständige Amortisierung ermöglichen – wie es bei Ethernet der Fall war. Die meisten neuen Protokolle setzen neue Hardware und/oder umfangreiche Aufrüstungen der vorhandenen Infrastruktur voraus.

Der Gen-Z-Ansatz:

• Weiterverwendung vorhandener Infrastrukturen der physischen IEEE-802.3-Ebene für Laden-und Speichernsemantik, die bereits bei Ethernet verwendet werden.
• Ausschalten jeglicher Infrastrukturveränderungen bei Stromversorgung und Datenverkabelung im Datencenter.
• Gemeinsame Nutzung und Neuzuweisung von Speicher- und Rechenressourcen an Stellen, an denen Bedarf besteht. Dies erspart Datencenteradministratoren Überprovisionierungen Ihres Systems zur Abdeckung künftigen Bedarfs, senkt zusätzlich die Betriebskosten.

 

 

Produkte

1. Gen-Z Micro Development Kit (µDK)

Das Gen-Z Micro Development Kit ist eine eigenständige Plattform, die sämtliche Hardware- und Softwarekomponenten bietet, die zum Einsatz des Gen-Z-Protokolls ohne weitere Komponenten erforderlich sind. Das Micro Development Kit wendet sich in erster Linie an:

• Hardwareentwickler, die ihre eigene Hardware wie Gen-Z-kompatible Bridges oder Switches entwickeln und als Prototyp einsetzen möchten.
• Softwareentwickler, die eigene Gerätetreiber und Softwareumgebungen für das Gen-Z-Ökosystem entwickeln.
• Systemarchitekten, die reale Latenzmessungen ausführen und neue Merkmale wie Collectives und Kohärenz bei Fabric Attached Memory erkunden möchten.

 

[Video] Platform Software Development Kit for Gen-Z Enablement

[Videos] Gen-Z Consortium Webinars

 

Lesestoff

[Technical Brief] SMART Gen-Z Micro Development Kit (µDK)

[Training Material]

Future of Persistent Memory DRAM and SSD Form Factors Aligned with New System Architectures

 

 

2. Gen-Z-Speichermodul (ZMM)

SMART Modulars ZMM sind hochdichte Speichermodule zum Aufbau von Gen-Z-Prototypen und zum Produktionseinsatz im EDSFF-E3.S-Standardformfaktor. ZML-Speichermodule sind in unterschiedlichen Kapazitäten mit bis zu 256 GB DDR4-Speicher erhältlich. Dies ermöglicht Serverherstellern, DDR-Steckplätze einzusparen, ohne auf hohen Durchsatz und geringe Latenz verzichten zu müssen.

 

Lesestoff

[Product Brief] SMART Gen-Z Memory Module

 

Lösungen

• Speicherinterne Analysen
• Ähnlichkeitssuche
• Großskalige Graphen-Inferenz
• Finanzmodellierung

 

 

Bestellangaben

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