Ultra Ethernet Consortium, per migliorare la velocità della connessione di rete

L’inventore di Ethernet, Robert Metcalfe, ha recentemente ritirato il premio Turing Award. Si tratta di un riconoscimento prestigioso, una sorta di Nobel dell’informatica. A distanza di 43 anni dalla commercializzazione dei primi prodotti Ethernet, nasce Ultra Ethernet Consortium, un'”alleanza” tra nomi di spicco volta a promuovere un aggiornamento per sostenere i carichi di lavoro nelle rete ad alte prestazioni.

I workload determinati dalle applicazioni di intelligenza artificiale e dall’High Performance Computing (HPC) sono in continua evoluzione richiedendo funzionalità, prestazioni e interoperabilità ai massimi livelli. I promotori dell’iniziativa Ultra Ethernet Consortium, non vogliono rivedere Ethernet di sana pianta quanto piuttosto ottimizzare la tecnologia al fine di migliorare l’efficienza dei carichi di lavoro con requisiti prestazionali specifici. “Stiamo esaminando ogni livello, da quello fisico fino ai livelli software, per trovare il modo migliore per migliorare l’efficienza e le prestazioni su larga scala“, spiega il presidente dell’alleanza che vede la partecipazione di AMD, Broadcom, Cisco, HPE, Intel, Meta, Microsoft, Linux Foundation e altri membri.

Cos’è Ethernet, in breve

Ethernet è una tecnologia di rete che permette la trasmissione di dati tra dispositivi all’interno di una rete locale. È ampiamente utilizzata per collegare computer, stampanti, router, switch e altri dispositivi nelle abitazioni, negli uffici, in azienda e nei data center.

Il funzionamento di Ethernet si basa su un protocollo di comunicazione a pacchetti, i dati sono suddivisi in pacchetti o frame. Ogni dispositivo collegato alla rete ha un indirizzo univoco chiamato indirizzo MAC (Media Access Control). Quando un dispositivo invia dati, li trasmette sotto forma di pacchetti che contengono sia l’indirizzo MAC del dispositivo di destinazione che l’indirizzo MAC del dispositivo mittente.

Il pacchetto viaggia sulla rete attraverso cavi di rame o fibra ottica collegati a switch o hub. Gli switch sono dispositivi intelligenti che analizzano gli indirizzi MAC dei pacchetti e li instradano verso il dispositivo di destinazione corretto. Gli hub, invece, sono dispositivi più semplici che diffondono i pacchetti a tutti i dispositivi collegati, indipendentemente dal destinatario, creando potenzialmente traffico non necessario sulla rete.

Quando il pacchetto raggiunge il dispositivo di destinazione, questo verifica l’indirizzo MAC e accetta i dati solo se il pacchetto risulta ad esso diretto. Altrimenti, il pacchetto è automaticamente scartato.

La tecnologia supporta diverse velocità di trasmissione, a seconda del tipo di cavo Ethernet e delle specifiche dei dispositivi utilizzati. L’uso di cavi di rame o in fibra ottica influisce sulla lunghezza massima del collegamento e sulla velocità di trasmissione. In un altro articolo abbiamo visto cosa fare quando si usano connessioni a banda ultralarga e la velocità è limitata a 100 Mbps su Ethernet.

Il lavoro svolto dall’Ultra Ethernet Consortium

Finora sono stati individuati alcuni ostacoli tecnici, sui quali il consorzio intende concentrarsi. Per questo motivo, si sta lavorando sullo sviluppo di API e specifiche per i vari protocolli di comunicazione Ethernet, interfacce e strutture di dati con l’intento di soddisfare al meglio i requisiti di performance delle moderne applicazioni.

Ulteriori aree di interesse includono i protocolli di trasporto di rete sia a livello di collegamento che end-to-end. Ultra Ethernet Consortium menziona anche la gestione della congestione, i meccanismi di segnalazione e la telemetria come aspetti da prendere in considerazione.

Sono stati infatti definiti e formati diversi gruppi di lavoro, ciascuno di essi impegnato sull’ottimizzazione di un preciso aspetto della tecnologia Ethernet. Dal consorzio appena formato, infatti, si spiega che i protocolli Ethernet esistenti risultano progettati per reti generiche e mancano quindi di funzionalità critiche per AI e HPC. Sono inoltre piuttosto fragili in questi stessi scenari di utilizzo.

Secondo Ultra Ethernet Consortium, il processo procede spedito e i primi prodotti basati sulle nuove specifiche potrebbero arrivare sul mercato già nel corso del 2024.