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新一代NVLink互联技术解析
资料介绍
一、NVLink技术发展背景
在人工智能大模型训练、高性能计算（HPC）、科学计算等领域对算力需求呈指数级增长的今天，单颗GPU已经无法承载海量参数模型与超大规模并行计算任务，多GPU互联成为了提升系统整体算力的核心路径。传统PCIe互联技术受限于带宽瓶颈，逐渐成为多GPU协同计算的性能短板，NVIDIA推出的NVLink互联技术正是为了解决这一痛点，从初代技术发展至今，新一代NVLink已经成为当前GPU互联领域的标杆性技术。
初代NVLink技术诞生于2016年，最初应用于Pascal架构的Tesla P100计算卡，相比当时PCIe 3.0最高16GT/s的总带宽，初代NVLink就实现了单链路8GB/s的双向传输带宽，总带宽最高可达160GB/s，相较于PCIe 3.0提升了近5倍，初步展现了GPU直接高速互联的优势。经过Volta、Ampere架构迭代，NVLink带宽持续提升，到Hopper架构的新一代NVLink，带宽与拓扑能力都实现了质的飞跃，能够支撑数千颗GPU组成超大规模算力集群，满足GPT级别的大模型训练需求。
二、新一代NVLink核心技术特性
2.1 超高速点对点带宽与延迟优化
新一代NVLink基于NVIDIA Hopper架构发布，相比上一代Ampere架构的NVLink 4.0，新一代NVLink实现了带宽翻倍提升，单链路双向带宽达到了900GB/s，单颗H100 GPU支持18条链路，总双向带宽高达16TB/s，这个带宽是PCIe 4.0的7倍，PCIe 5.0的3倍以上。超高带宽为多GPU之间的参数交互、梯度同步提供了充足的数据传输能力，能够大幅减少数据等待时间，提升计算资源利用率。
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