InfiniBand EDRと100Gb Ethernetの違いを探る
著者 Moore
日付 04/30/2025
ハイパフォーマンスコンピューティングおよび人工知能の利用シナリオが継続的に拡大する中、データセンターにおけるネットワーク帯域幅、レイテンシ、効率への要件は高まり続けています。2つの主流技術である100G InfiniBandと100G Ethernetは、性能とアーキテクチャの概念に明確な違いがあり、ネットワークを導入する際に多くの企業が難しい選択を迫られる焦点となっています。ここでは、これら2つのソリューションの技術的特徴、RDMAの実装、性能、適用シナリオを分析し、考えを整理して、自社のビジネスに適した技術を選択できるよう支援します。
InfiniBandとEthernetのインフラストラクチャおよび設計コンセプト
InfiniBand EDRとは？
InfiniBand EDR（Enhanced Data Rate）は、高性能コンピューティング環境向けに設計されたネットワーク相互接続技術です。その最も重要な特徴は、高度にカスタマイズ可能なアーキテクチャであり、ハードウェアレベルのゼロコピー・データ伝送、カーネルバイパス通信、エンドツーエンドのフロー制御メカニズムをサポートすることで、マイクロ秒、さらにはサブマイクロ秒レベルのレイテンシ性能と、極めて高い帯域幅利用率を実現します。
InfiniBandのネットワークアーキテクチャは、ホストチャネルアダプター（HCA）と連携して動作する専用スイッチングチップを採用しており、ロスレス伝送メカニズムとアダプティブルーティング機能を備えているため、スーパーコンピューティングクラスターに最適です。InfiniBandのネットワークアーキテクチャは、ホストチャネルアダプター（HCA）と連携する専用スイッチングチップを利用し、ロスレス転送メカニズムとアダプティブルーティングを備えているため、スーパーコンピューティングクラスター、AIトレーニングノード、その他の性能要件が極めて厳しい環境に最適です。
Ethernetとは何ですか？
一方、 100G Ethernet より標準的なネットワーク設計を採用しており、よく知られたEthernet規格に依拠し、互換性があり、使いやすく、低コストにするためのさまざまなプロトコルを備えています。その利点は、既存のエンタープライズおよびクラウドコンピューティングインフラストラクチャに迅速に統合でき、大規模な分散配置やマルチテナントシナリオをサポートすることで、データセンターや商用ネットワークで最も広く使用されているソリューションの1つになっている点です。
InfiniBand EDR と 100G Ethernet における RDMA プロトコル実装の比較
Remote Direct Memory Access（RDMA）技術は、カーネル処理をバイパスし、レイテンシーを低減してCPUの負荷を軽減することで、効率的なデータ転送を実現する重要な技術です。この点において、InfiniBandとEthernetは異なる技術的アプローチを採用しています。
InfiniBandはRDMAをネイティブにサポートし、この技術を中心に設計されています。ハードウェアレベルのフロー制御と仮想チャネルを通じて、ゼロコピー、カーネルバイパス、ロスレス転送などのメカニズムをサポートします。そのHCAs（ホストチャネルアダプター）とスイッチングチップは、この種の高性能伝送向けに最適化されており、クローズドながら効率的な技術システムを形成しています。
一方、Ethernetは、RoCE（RDMA over Converged Ethernet）およびiWARPを利用してRDMA機能を実現します。主流のソリューションであるRoCEv2はUDPレイヤー上で動作し、以前のバージョンにおける大規模展開時のスケーラビリティ不足という問題を解決していますが、Priority Flow Control（PFC）などのメカニズムを有効にする必要があるなど、基盤ネットワークにより高い無損失性が求められます。一方、iWARPはTCPスタックへの依存度が高く、ネットワーク構成に対する要件は低いものの、レイテンシーとCPUオーバーヘッドが増大します。
InfiniBand EDRと100G Ethernetのパフォーマンス比較
公開されているベンチマークデータからも、2つのネットワークソリューション間におけるレイテンシーと帯域幅の性能差はより明確です。OpenMPIとOSU Micro-Benchmarksツールを使用したテストでは、 InfiniBand EDR 小さいパケットをRoCEv2よりも約10%高速に配信し、平均レイテンシはマイクロ秒単位またはそれ以下です。標準的なイーサネットのレイテンシは、ソフトウェアスタックとバッファリング機構の制限により、通常10マイクロ秒を超えます。
帯域幅の観点では、InfiniBandは、適応型ルーティングと輻輳制御メカニズムにより、ほぼ全負荷の状態で99%のリンク使用率を達成します。RoCEv2のパフォーマンスも約90～95%に達する可能性がありますが、それはネットワーク環境が高度なフロー制御向けに最適化されている場合に限られ、そうでなければパケット損失によるパフォーマンスの変動が発生しやすくなります。
InfiniBand EDRと100G Ethernetのアプリケーションシナリオの違い
ハイパフォーマンスコンピューティング（HPC）では、InfiniBandが主流の選択肢であり、特にMPI通信を必要とするタスクでは、低遅延と安定した帯域幅が代替不可能な利点となります。人工知能のシナリオ、特に大規模分散トレーニングも、ノード間の同期におけるその極めて高い効率に大きく依存しています。
クラウドデータセンター、エンタープライズストレージ、仮想化のシナリオにおいて、RoCEv2の利点が徐々に明らかになっています。既存のEthernetアーキテクチャと互換性があり、SDNおよびNFVフレームワークに適応し、追加のハードウェアコストを発生させることなく、InfiniBandに近いRDMA機能を提供できます。また、iSER（RDMAベースのiSCSI拡張）をサポートしているため、企業はInfiniBandアーキテクチャへ完全に移行することなく、効率的なNAS/SANシステムを構築できます。
金融業界の高頻度取引システムでは、ナノ秒レベルのレイテンシを保証するため、依然として InfiniBand が使用される傾向にあります。一方、AI 推論と通常のデータ分析が共存する仮想化クラスターなどの混合負荷環境では、RoCE と iWARP がより費用対効果の高い選択肢となります。
結論
極めて高いパフォーマンスが求められ、予算が限られている場合、InfiniBandは依然として揺るぎない選択肢です。しかし、拡張性と導入の柔軟性が求められるより多くのエンタープライズ環境では、RDMA技術を搭載した100G Ethernetが検討に値する妥協案となります。最終的な決定は、技術仕様だけでなく、現在のネットワークアーキテクチャの発展方向やビジネス負荷の特性にも左右されます。
どちらの道を選ぶにしても、信頼性の高い光モジュールは同様に重要です。QSFPTEKが提供するような100Gモジュールは、優れた互換性を備え、現場で実証済みであるため、ネットワークのアップグレードを容易に完了し、異なる技術システム下でも安定した効率的な伝送能力を確保するのに役立ちます。
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