Консорциум Ultra Ethernet Consortium (UEC) 12 октября 2026 года опубликовал спецификацию Ultra Ethernet 1.1. Объединение работает с 2023 года над улучшением Ethernet для задач искусственного интеллекта и высокопроизводительных вычислений (HPC). Версия 1.0 вышла в июне 2025 года и описала транспортный протокол, механизмы управления перегрузками и современный подход к удалённому прямому доступу к памяти (RDMA). В 1.1 к этому добавились поддержка scale-up сетей, коллективные операции внутри сети и программируемое управление перегрузками.
Scale-up сети: меньше накладных расходов на пакет
Scale-up сети соединяют ускорители внутри одного узла — например, GPU в одном сервере. Scale-out сети связывают узлы в кластере. Трафик scale-up состоит из коротких сообщений при высокой частоте пакетов, поэтому накладные расходы на каждый пакет критичны. Стандартный кадр Ethernet с данными IPv4 и UDP несёт 66 байт служебных данных до заголовка транспорта и полезной нагрузки.
В UEC 1.1 для scale-up сетей появились три ключевых обновления:
- Unified Local profile. Упрощённый транспорт для локальных сетей. Запросы в одном направлении несут и информацию подтверждения для обратного, что снижает объём состояния и число пакетов подтверждения. Профиль рассчитан на сеть без потерь, построенную на priority flow control (PFC) или credit-based flow control (CBFC).
- Unified Forwarding Header (UFH). Необязательный заголовок заменяет отдельный IP-заголовок. Адресация размещается в существующем 12-байтовом заголовке MAC, и такой кадр может делить линию со стандартными кадрами Ethernet. Для сравнения: стандартный заголовок IPv4 занимает 20 байт.
- Idle reduction. Необязательная функция сокращает обязательный промежуток между кадрами. Минимальный интервал снижается с 84 байт в среднем до постоянных 80 байт.
UEC совместно с Open Compute Project (OCP) переносит эти технологии scale-up в следующую версию спецификации Ethernet for Scale-up Networking (ESUN). Ранее OCP уже выпускала открытые стандарты для сетевого оборудования — например, спецификацию OSPA для коммутаторов от Meta и Microsoft.
CSIG и PCM: больше сигналов и программируемые алгоритмы
Управление перегрузками определяет, как быстро отправитель передаёт данные. Когда несколько отправителей нацелены на одну линию, очереди коммутатора заполняются, пакеты задерживаются или отбрасываются. Отправителю нужен сигнал замедлиться и алгоритм, решающий, насколько именно.
В UEC 1.0 механизмы управления перегрузками были, но оставались как минимум два ограничения. Во-первых, сигнал несёт мало информации: метка explicit congestion notification (ECN) — это один бит. Она говорит, что где-то на пути заполняется очередь, но не где и насколько. Во-вторых, алгоритм реакции на сигнал зашит в сетевую карту (NIC) и не может обновляться по мере изменения ИИ-нагрузок.
UEC 1.1 добавляет два изменения:
- CSIG (Congestion Signaling). В пакеты добавляется тег размером 4 или 8 байт, и каждый коммутатор на пути может его обновлять. Тег хранит одно значение — например, наибольшую задержку в очереди или наименьшую доступную полосу пропускания из встреченных. Получатель возвращает значение отправителю в подтверждении, и тот видит худшее состояние на пути.
- PCM (Programmable Congestion Management). Программы заменяют фиксированные алгоритмы. Два базовых алгоритма UEC — Network Signal-based Congestion Control (NSCC) и Receiver-Credit Congestion Control (RCCC) — сохраняются и могут использовать сигналы CSIG.
«Цель PCM — гарантировать, что управление перегрузками не зашито в NIC, а полностью настраивается программно, — сказал Том Эммонс (Tom Emmons), председатель технического консультативного комитета UEC, в интервью Network World. — Это позволяет продолжать разработку управления перегрузками в течение всего срока службы NIC. ИИ-нагрузки постоянно меняются, поэтому есть сильное желание, чтобы алгоритмы управления перегрузками успевали за ними».
Коллективные операции переезжают в коммутатор
Задачи ИИ и HPC распределяют работу между множеством ускорителей, которые должны координироваться как группа. Коллективная операция — это шаг, затрагивающий всю группу. Пример — allreduce: каждый ускоритель вносит значения, они объединяются в один результат, и каждый ускоритель получает этот результат.
UEC 1.1 добавляет In-Network Collectives (INC), позволяя коммутатору объединять значения вместо конечных точек. Менеджер INC — это демон, который группирует конечные точки в communicator. Каждая конечная точка отправляет данные коммутатору. Коммутатор ждёт, пока внесут вклад все, и затем возвращает результаты. Спецификация утверждает, что это может вдвое сократить полосу пропускания для больших редукций. В примере UEC каждая конечная точка отправляет 1 ГБ вместо 2 ГБ, чтобы получить результат размером 1 ГБ.
От спецификации к продуктам
В рамках обновления 1.1 UEC проработал то, что нужно вендорам для выпуска продуктов. Эммонс описал эту работу как «расстановку точек над i, чтобы компании могли строить UEC NIC». По его словам, речь идёт о плоскости управления, поддержке соответствия и тестирования, исправлении ошибок, уточнении спецификации и добавлении дополнительных второстепенных функций.
Спецификация охватывает каждую из этих областей. Глава об управлении описывает контроллер, управляющий конечными точками и коммутаторами. Серверы предоставляют модель данных Redfish, коммутаторы — модель данных YANG. Вендоры заявляют о соответствии через самодекларацию: они должны назвать поддерживаемые функции и профили и пройти проверочные тесты UEC.
Эммонс отметил, что UEC не может напрямую комментировать совместимые продукты — это дело компаний-участников. «Я полагаю, что все функции UEC 1.1 требуют определённой аппаратной поддержки, — сказал он. — Однако, поскольку эти функции разрабатывались довольно долго, я ожидаю, что компании объявят об их поддержке на существующем оборудовании через обновления ПО и прошивок».
Для тех, кто строит ИИ-инфраструктуру на открытых компонентах, UEC 1.1 продолжает ту же линию, что и инициативы Cisco и NVIDIA по форм-факторам оптики для 400G SerDes: стандартизация интерконнектов под нагрузку ускорителей идёт параллельно сразу в нескольких консорциумах.
Частые вопросы
Что такое Ultra Ethernet Consortium?
Объединение, основанное в 2023 году для улучшения Ethernet под растущие потребности ИИ и HPC сетей. Спецификацию 1.0 консорциум опубликовал в июне 2025 года, версию 1.1 — 12 октября 2026 года.
Чем scale-up сеть отличается от scale-out?
Scale-up соединяет ускорители внутри одного узла, например GPU в одном сервере. Scale-out связывает узлы в кластере. Трафик scale-up — короткие сообщения при высокой частоте пакетов, поэтому особенно важны накладные расходы на каждый пакет.
Что даёт Unified Forwarding Header?
Он заменяет отдельный IP-заголовок: адресация размещается в 12-байтовом заголовке MAC, тогда как стандартный заголовок IPv4 занимает 20 байт. Это необязательный заголовок, и кадр с ним может делить линию со стандартными кадрами Ethernet.
Зачем нужен CSIG, если есть ECN?
Метка ECN — один бит: она сообщает лишь, что где-то на пути заполняется очередь. Тег CSIG размером 4 или 8 байт хранит конкретное значение, например максимальную задержку в очереди или минимальную доступную полосу, и возвращается отправителю в подтверждении.
Что меняет PCM для сетевых карт?
Раньше алгоритм реакции на сигнал перегрузки был фиксирован в NIC. PCM заменяет его программами, загружаемыми на конечную точку, что позволяет обновлять управление перегрузками в течение всего срока службы карты.
Насколько INC экономит полосу?
Спецификация говорит о сокращении вдвое для больших редукций. В примере UEC каждая конечная точка отправляет 1 ГБ вместо 2 ГБ, чтобы получить результат 1 ГБ.
Нужно ли покупать новое оборудование под UEC 1.1?
UEC не комментирует конкретные продукты — это дело компаний-участников. Том Эммонс полагает, что все функции 1.1 требуют некоторой аппаратной поддержки, но поскольку они разрабатывались давно, он ожидает объявлений о поддержке на существующем оборудовании через обновления ПО и прошивок.
Как вендоры подтверждают соответствие спецификации?
Через самодекларацию. Вендор должен назвать поддерживаемые функции и профили и пройти проверочные тесты UEC. Серверы при этом предоставляют модель данных Redfish, а коммутаторы — YANG.
Источник: networkworld.com