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利用NVLink-NVSwitch多GPU高速互联.docx
资料介绍
一、多GPU互联的需求背景
随着人工智能大模型训练、科学计算、深度学习推理等高算力需求场景的快速发展,单颗GPU的计算能力已经难以满足大规模任务的处理要求,多GPU协同计算已经成为行业主流方案。传统多GPU互联方案依赖PCIe总线进行数据传输,PCIe 4.0单通道带宽仅约16GT/s,即便采用x16通道,单向带宽也仅约32GB/s,远远无法满足多GPU之间频繁的张量交换、梯度同步等数据交互需求,已经成为制约多GPU集群计算效率的核心瓶颈。
针对这一问题,英伟达推出了专门面向多GPU互联的NVLink和NVSwitch技术,能够实现多GPU之间低延迟、高带宽的直接通信,彻底释放多GPU集群的并行计算能力,成为当前高性能计算和AI训练领域首选的互联方案。
二、NVLink与NVSwitch技术概述
2.1 NVLink技术核心原理
NVLink是英伟达推出的一种高速点对点互连技术,用于实现GPU与GPU、GPU与CPU之间的直接高速数据传输,区别于传统PCIe总线的共享带宽架构,NVLink采用点对点串行总线架构,每一条链路都拥有独立的带宽资源,能够支持多对GPU同时进行数据传输而不会产生带宽竞争。
经过多代技术迭代,NVLink的带宽性能不断提升:目前最新的NVLink 4.0单链路双向带宽已经达到100GB/s,单颗H100 GPU最多支持18条NVLink链路,总双向带宽超过900GB/s,大约是PCIe 4.0 x16带宽的14倍,能够完全满足大规模模型训练中多GPU之间海量数据交互的需求。
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