de.wedoany.com-Bericht: Amazon Web Services (AWS) hat in seinen europäischen Rechenzentren in Deutschland und Spanien die Random Network Graph-Architektur (RNG) implementiert, um die in herkömmlichen Rechenzentren übliche hierarchische Netzwerktopologie zu ersetzen. Diese Architektur, die auf Cloud-Computing- und KI-Workloads ausgelegt ist, kann die Datenübertragungsleistung um etwa ein Drittel verbessern und gleichzeitig den Stromverbrauch der Netzwerkgeräte um rund 40 % senken.
Die Kernänderung von RNG liegt in der Neuorganisation der Verbindungen zwischen Servern, Switches und Glasfaserverbindungen innerhalb des Rechenzentrums. Herkömmliche Rechenzentrumsnetzwerke verwenden seit langem eine hierarchische Struktur ähnlich einem „Fat Tree", bei der der Datenverkehr in der Regel über mehrere Switch-Ebenen weitergeleitet werden muss und die Anzahl der Pfade begrenzt ist. Kommt es auf einigen Verbindungen zu Überlastungen, kann dies zu Leistungsverschwendung führen, selbst wenn in anderen Bereichen noch Bandbreite verfügbar ist. AWS verfolgt nun den Ansatz eines zufälligen Netzwerkgraphen, bei dem die Daten über mehr Pfade verteilt fließen. In Kombination mit selbst entwickelten Netzwerkprotokollen und passiven Glasfaserverbindungsgeräten wird das Netzwerk von einer stark hierarchischen Struktur in ein flacheres, flexibleres Verbindungsmodell überführt. Öffentlichen Informationen zufolge kann RNG den Einsatz von Routern um bis zu 69 % reduzieren und wird in den meisten neuen Cloud-Regionen als Standard-Netzwerkarchitektur eingesetzt.
Diese Anpassung ist besonders wichtig für KI-Rechenzentren. KI-Training, Inferenz, Cloud-Datenbanken, High-Performance-Computing und verteilte Speicherung sind alle auf Hochgeschwindigkeitskommunikation zwischen einer großen Anzahl von Servern angewiesen. Netzwerküberlastungen wirken sich direkt auf die GPU-Cluster-Auslastung und die Effizienz der Aufgabenabwicklung aus. Der Engpass bei der Recheninfrastruktur liegt nicht mehr nur in der Anzahl der Chips und der Servergröße. Wie effizient Daten zwischen Racks, Clustern und verschiedenen Rechenknoten fließen können, wird zu einem entscheidenden Faktor für Cloud-Anbieter, um Kosten zu senken, die Leistung zu steigern und die KI-Nachfrage zu bedienen. Die Tatsache, dass RNG die Leistung um etwa ein Drittel verbessert und gleichzeitig den Stromverbrauch der Netzwerkgeräte senkt, bedeutet, dass AWS unter den gleichen Stromversorgungsbedingungen eines Rechenzentrums mehr Energiebudget für Server, GPUs und Speichersysteme bereitstellen kann, anstatt es für Netzwerk-Weiterleitungsgeräte zu verbrauchen.
Die Implementierung in Rechenzentren in Deutschland und Spanien zeigt auch, dass die europäische Cloud-Infrastruktur in eine Phase des feiner abgestimmten Effizienzwettbewerbs eintritt. Der europäische Markt stellt hohe Anforderungen an Datenkonformität, lokale Bereitstellung, Energieeffizienz und kohlenstoffarmen Betrieb. Große Cloud-Anbieter können bei der Expansion nicht einfach nur Rechenzentrumsfläche und Server hinzufügen, sondern müssen auch die Leistungsfähigkeit pro Stromeinheit, pro Raumeinheit und pro Netzwerkgerät verbessern. Durch die Reduzierung der Netzwerk-Hardware, die Senkung des Stromverbrauchs und die Verbesserung der Durchsatzleistung ermöglicht RNG eine Kapazitätserweiterung, die nicht ausschließlich auf dem Hinzufügen neuer Geräte beruht, und trägt so dazu bei, den Druck in Bezug auf Stromanschluss, Kühlung und Baukosten zu verringern.
Aus Branchensicht liegt die Bedeutung der RNG-Bereitstellung von AWS darin, das lange Zeit in der akademischen und technischen Forschung verbliebene Random-Graph-Netzwerkdesign in eine hochskalierte Produktionsumgebung zu überführen. Die Architektur von Rechenzentrumsnetzwerken war in den letzten Jahren relativ stabil, und Cloud-Anbieter verbesserten die Leistungsfähigkeit meist durch Switch-Chip-Upgrades, schnellere Verbindungen und Software-Scheduling-Optimierungen. RNG hingegen setzt an der Topologiestruktur selbst an und verändert die Organisation der verfügbaren Pfade zwischen den Servern. Sollte sich diese Architektur in weiteren Regionen und bei mehr Workloads als stabil erweisen, könnten sich Rechenzentrumsnetzwerke vom traditionellen Modell der hierarchischen Skalierung hin zu einem neuen Modell mit „weniger Geräten, mehr Pfaden und geringerem Stromverbrauch" bewegen.
Der künftige Erfolg hängt weiterhin von der Stabilität unter verschiedenen Workloads, der Betriebskomplexität und den Kosten für die großflächige Replikation ab. Für AWS ist RNG nicht nur ein Netzwerk-Leistungsupgrade, sondern auch eine systematische Anpassung der Rechenzentrums-Energieeffizienz, der Hardware-Investitionen und der Cluster-Kommunikationsfähigkeiten vor dem Hintergrund des schnell wachsenden Bedarfs an KI-Cloud-Diensten.
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