NVIDIA 在 Hot Chips 大會展示提升數(shù)據(jù)中心性能和能效的創(chuàng)新技術(shù)

來源： NVIDIA

在此次大會期間舉行的四場演講中，NVIDIA 工程師詳細(xì)介紹了 NVIDIA Blackwell 平臺、新的液冷研究成果以及支持芯片設(shè)計(jì)的 AI 代理。

作為面向產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界、在處理器及系統(tǒng)架構(gòu)師領(lǐng)域的深度技術(shù)盛會，Hot Chips 已經(jīng)成為價(jià)值萬億美元的數(shù)據(jù)中心計(jì)算市場的一個(gè)重要論壇。

在本周舉行的 Hot Chips 2024 上，NVIDIA 的高級工程師們展示了為 NVIDIA Blackwell 平臺提供動(dòng)力的最新技術(shù)進(jìn)展，以及新的數(shù)據(jù)中心液冷研究成果和用于芯片設(shè)計(jì)的 AI 代理。

他們圍繞如下內(nèi)容展開了介紹：

NVIDIA Blackwell 集合了多種芯片、系統(tǒng)和 NVIDIA CUDA 軟件，為跨應(yīng)用場景、行業(yè)和國家的新一代 AI 提供動(dòng)力。

NVIDIA GB200 NVL72——一個(gè)多節(jié)點(diǎn)、液冷、機(jī)架級擴(kuò)展解決方案，可連接72個(gè)Blackwell GPU 和36個(gè) Grace CPU——提升了AI系統(tǒng)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)。

NVLink 互連技術(shù)提供多對多 GPU 間的通信，為生成式 AI 實(shí)現(xiàn)創(chuàng)紀(jì)錄的高吞吐量和低延遲推理。

NVIDIA Quasar 量化系統(tǒng)突破物理極限，加速 AI 計(jì)算。

NVIDIA 研究人員正在構(gòu)建 AI 模型，此模型將協(xié)助打造用于 AI 的處理器。

在一場關(guān)于 NVIDIA Blackwell 的演講中，重點(diǎn)介紹了新架構(gòu)的細(xì)節(jié)以及在 Blackwell 芯片上運(yùn)行的生成式 AI 模型的示例。

另外的三場講座，內(nèi)容涵蓋混合液冷解決方案如何幫助數(shù)據(jù)中心過渡到能效更高的基礎(chǔ)設(shè)施，以及包括大語言模型驅(qū)動(dòng)的 AI 代理在內(nèi)的模型如何幫助工程師設(shè)計(jì)下一代處理器。

這些演講共同展示了 NVIDIA 工程師們在數(shù)據(jù)中心計(jì)算和設(shè)計(jì)的每一個(gè)領(lǐng)域都在進(jìn)行創(chuàng)新，以提供前所未有的性能、能效和優(yōu)化。

為 Blackwell 做好準(zhǔn)備

NVIDIA Blackwell 是全棧計(jì)算的極限挑戰(zhàn)。它由多個(gè) NVIDIA 芯片組成，包括 Blackwell GPU、Grace CPU、BlueField 數(shù)據(jù)處理器、ConnectX 智能網(wǎng)卡、NVLink Switch、Spectrum 以太網(wǎng)交換機(jī)和 Quantum InfiniBand 交換機(jī)。

NVIDIA 架構(gòu)總監(jiān) Ajay Tirumala 和 Raymond Wong 現(xiàn)場首次展示了該平臺，并解釋了這些技術(shù)是如何協(xié)同配合，在提高能效的同時(shí)為 AI 和加速計(jì)算的性能確立新的標(biāo)準(zhǔn)。

多節(jié)點(diǎn) NVIDIA GB200 NVL72 解決方案正是一個(gè)恰如其分的例子。LLM 推理需要低延遲、高吞吐量的 token 生成。GB200 NVL72 作為一個(gè)統(tǒng)一的系統(tǒng)，為 LLM 工作負(fù)載提供最多至 30 倍的推理速度提升，使得實(shí)時(shí)運(yùn)行萬億參數(shù)模型成為可能。

Tirumala 和 Wong 還探討了 NVIDIA Quasar 量化系統(tǒng)如何在低精度模型上實(shí)現(xiàn)高準(zhǔn)確度，并重點(diǎn)介紹了使用 LLM 和視覺生成式 AI 的例子。NVIDIA Quasar 量化系統(tǒng)結(jié)合了算法創(chuàng)新、NVIDIA 軟件庫和工具以及 Blackwell 的第二代 Transformer 引擎。

讓數(shù)據(jù)中心保持“涼爽”

通過風(fēng)冷和液冷結(jié)合的混合冷卻，研究人員開發(fā)出了更高效和可持續(xù)的解決方案，有望讓傳統(tǒng)風(fēng)冷數(shù)據(jù)中心的嗡嗡作響成為歷史。

與風(fēng)冷技術(shù)相比，液冷技術(shù)能夠更高效地為系統(tǒng)散熱，從而使計(jì)算系統(tǒng)即使在處理大型工作負(fù)載時(shí)也更容易保持低溫狀態(tài)。液冷設(shè)備也比風(fēng)冷系統(tǒng)占用更少的空間，耗電量更低，從而使數(shù)據(jù)中心可以在其設(shè)施中添加更多服務(wù)器機(jī)架，以增加更多算力。

NVIDIA 數(shù)據(jù)中心冷卻和基礎(chǔ)設(shè)施總監(jiān) Ali Heydari 介紹了幾種混合冷卻數(shù)據(jù)中心的設(shè)計(jì)方案。

有些設(shè)計(jì)方案利用液冷單元改造現(xiàn)有的風(fēng)冷數(shù)據(jù)中心，為現(xiàn)有機(jī)架增加液冷功能提供了一種快速、便捷的解決方案。其它設(shè)計(jì)方案則需要使用冷卻液分配單元，安裝管道以直接對芯片進(jìn)行液體冷卻，或者將服務(wù)器完全浸入到冷卻水箱中。盡管這些設(shè)計(jì)需要較大的前期投資，但卻能夠大幅降低能耗和運(yùn)營成本。

Heydari 還介紹了其團(tuán)隊(duì)在 COOLERCHIPS 項(xiàng)目中的工作，這個(gè)項(xiàng)目旨在開發(fā)先進(jìn)的數(shù)據(jù)中心冷卻技術(shù)。作為該項(xiàng)目的一部分，Heydari 的團(tuán)隊(duì)正在使用 NVIDIA Omniverse 平臺來創(chuàng)建基于物理的數(shù)字孿生，這將幫助他們對能耗和冷卻效率進(jìn)行建模，以優(yōu)化數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)。

AI 代理助力處理器設(shè)計(jì)

半導(dǎo)體設(shè)計(jì)在微觀尺度上是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。開發(fā)尖端處理器的工程師們努力在一個(gè)幾英寸大的芯片上裝進(jìn)盡可能多的算力，測試物理上可以實(shí)現(xiàn)的極限。

通過提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和生產(chǎn)力、提高人工流程的效率以及自動(dòng)化處理一些耗時(shí)的任務(wù)，AI 模型正在為工程師們的工作提供支持。這些模型包括幫助工程師快速分析和改進(jìn)設(shè)計(jì)的預(yù)測和優(yōu)化工具，以及可以幫助解答工程師的問題、生成代碼、調(diào)試設(shè)計(jì)問題等的 LLM。

NVIDIA 設(shè)計(jì)自動(dòng)化研究總監(jiān) Mark Ren 在一場講座中對上述這些模型及其應(yīng)用進(jìn)行了總體介紹。在另一場會議中，他還重點(diǎn)介紹了用于芯片設(shè)計(jì)的基于 AI 代理的系統(tǒng)。

由 LLM 驅(qū)動(dòng)的 AI 代理可以被引導(dǎo)自主完成任務(wù)，從而在各行各業(yè)解鎖廣泛的應(yīng)用。在微處理器設(shè)計(jì)方面，NVIDIA 研究人員正在開發(fā)基于代理的系統(tǒng)，這種系統(tǒng)可以使用定制的電路設(shè)計(jì)工具進(jìn)行推理和采取行動(dòng)，與經(jīng)驗(yàn)豐富的設(shè)計(jì)師互動(dòng)，并從人類和代理積累的經(jīng)驗(yàn)的數(shù)據(jù)庫中學(xué)習(xí)。

NVIDIA 專家們不僅正在打造這項(xiàng)技術(shù)，也在使用它。Mark Ren 分享了幾個(gè)例子，包括工程師如何將 AI 代理用于時(shí)序報(bào)告分析、單元集群優(yōu)化流程和代碼生成。在第一屆 IEEE 大語言模型輔助設(shè)計(jì)國際研討會（LAD'24）上，這項(xiàng)單元集群優(yōu)化工作榮膺最佳論文。

【近期會議】

10月30-31日，由寬禁帶半導(dǎo)體國家工程研究中心主辦的“化合物半導(dǎo)體先進(jìn)技術(shù)及應(yīng)用大會”將首次與大家在江蘇·常州相見，邀您齊聚常州新城希爾頓酒店，解耦產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)袌霾季?！https://w.lwc.cn/s/uueAru

11月28-29日，“第二屆半導(dǎo)體先進(jìn)封測產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新大會”將再次與各位相見于廈門，秉承“延續(xù)去年，創(chuàng)新今年”的思想，仍將由云天半導(dǎo)體與廈門大學(xué)聯(lián)合主辦，雅時(shí)國際商訊承辦，邀您齊聚廈門·海滄融信華邑酒店共探行業(yè)發(fā)展！誠邀您報(bào)名參會：https://w.lwc.cn/s/n6FFne

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審核編輯 黃宇