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英偉達推出性能10倍領先ARM架構CPU

旺材芯片 ? 來源:物聯網智庫 ? 作者:物聯網智庫 ? 2021-04-19 14:14 ? 次閱讀

還是熟悉的廚房、熟悉的皮衣,前幾日凌晨,NVIDIA GTC2021如約而至。NVIDIA創始人黃仁勛的主題演講作為GTC的重頭戲,果然沒有讓人失望,其在演講中重磅發布了多款產品,其中三款基于Arm IP打造的處理器尤為引人關注:

NVIDIA Grace:專為大規模人工智能和高性能計算應用而設計

BlueField-3 DPU:首款支持第五代PCIe總線并提供數據中心時間同步加速的DPU

NVIDIA DRIVE Atlan:新一代AI自動駕駛汽車處理器,算力將達到1000TOPS

英偉達CPU問世

GTC大會期間,黃仁勛在接受集微網電話采訪時表示,英偉達收購Arm正在穩妥有序進行。盡管收購尚未塵埃落定,但英偉達已經開始了基于Arm IP的研發,打造了一款專為大規模人工智能和高性能計算應用而設計的CPU——NVIDIA Grace。

目前,絕大多數的數據中心仍將繼續使用現有的CPU,而Grace主要將用于計算領域的細分市場。黃仁勛介紹道,“結合 GPU 和 DPU,Grace 為我們提供了第三種基礎計算能力,并具備重新定義數據中心架構,推進 AI 前進的能力。”

圖源:機器之心

Grace 的名字來自于計算機科學家、世界最早一批的程序員,也是最早的女性程序員之一的格蕾絲 · 赫柏(Grace Hopper)。她創造了現代第一個編譯器 A-0 系統,以及第一個高級商用計算機程序語言「COBOL」。計算機術語「Debug」(調試)便是她在受到從電腦中驅除蛾子的啟發而開始使用的,于是她也被冠以「Debug 之母」的稱號。

Grace CPU是NVIDIA首次使用下一代 Arm Neoverse 內核的設計,采用了更為先進的 5nm 制程,在內部通信能力上,它使用了英偉達第四代 NVIDIA NVLink,在 CPU 和 GPU 之間提供高達 900 GB/s 的雙向帶寬,相比之前的產品提升了八倍。整個SoC是由多個芯片組合構成,它主要有三個部分,分別是CPU、GPU和內存/IO子系統。

Grace是一款高度專業化的處理器,主要解決工作負載問題,例如訓練擁有超過1萬億個參數的下一代NLP模型。當與英偉達GPU緊密結合時,基于Grace CPU的系統將比當今最先進的基于英偉達DGX的系統(運行在x86 CPU上)的性能還要快10倍。

此外,Grace 還是第一個通過錯誤校正代碼(ECC)等機制利用 LPDDR5x 內存系統提供服務器級可靠性的 CPU,同時提供 2 倍的內存帶寬和高達 10 倍的能源效率。

對Grace的性能,黃仁勛如此總結道:“Grace能充分彰顯出Arm的強大。”

雖然是首次出現在大眾視野中,但目前Grace已經找到了至少兩個客戶——瑞士國家超級計算中心(CSCS)將采用Grace,構建一臺名為Alps的超級計算機,其算力可達20Exaflops;美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室(Los Alamos National Laboratory)即將推出的超級計算機也將采用Grace。

三類芯片,逐年飛躍

在黃仁勛看來,CPU和GPU以及負責在數據中心傳輸和處理數據的數據處理單元(DPU),將共同組成“未來計算的三大支柱”。

GTC2021上,除了推出首款CPU“炸圈”外,英偉達的DPU同樣值得關注。“我們每年都會發布激動人心的新品。三類芯片,逐年飛躍,一個架構。”黃仁勛說,數據中心路線圖包括CPU、GPU和DPU這三類芯片,而Grace和BlueField是其中必不可少的關鍵組成部分。

圖源:智東西

英偉達全新推出的BlueField-3 DPU包含220億個晶體管,采用16個Arm A78 CPU核心、18M IOPs彈性塊存儲,加密速度是上一代的4倍,并完全向下兼容BlueField-2。

據悉,BlueField-2能夠卸載相當于30個CPU核的工作負載,而BlueField-3實現了10倍的加速計算性能提升,能夠替代300個CPU核,以400Gbps的速率對網絡流量進行保護、卸載和加速。該處理器也是首款支持第五代PCIe總線并提供數據中心時間同步加速的DPU。

此外,黃仁勛還發布了英偉達新一代AI自動駕駛汽車處理器——NVIDIA DRIVE Atlan,其算力將達到1000TOPS,約是上一代Orin處理器的4倍,超過了絕大多數L5無人駕駛出租車的總計算能力。

黃仁勛提出,“對于汽車而言,更高的算力意味著更加智能化,開發者們也能讓產品更快迭代。TOPS就是新的馬力。”

圖源:智東西

該SoC采用下一代GPU的體系結構、新型Arm CPU內核、新深度學習計算機視覺加速器,并內置為先進的網絡、存儲和安全服務的BlueField DPU,網絡速度可達400Gbps。同時,這也是DRIVE平臺首次集成DPU,通過Arm核為自動駕駛汽車帶來數據中心級的網絡。

除了NVIDIA Grace、BlueField-3 DPU、NVIDIA DRIVE Atlan這三款基于Arm IP打造的處理器外,黃仁勛還提到了AI-on-5G計算平臺,這是一款專為邊緣設計、將5G和AI相結合的新型計算平臺,將采用NVIDIA Aerial軟件開發套件與NVIDIA BlueField-2 A100,將GPU和CPU組合成“有史以來最先進的PCIE卡。”目前,富士通、谷歌云、Mavenir、Radisys和Wind River等合作伙伴都在開發適用于NVIDIA AI-on-5G平臺的解決方案。

布局Arm生態

在完成Arm收購后,英偉達將打造完整的數據中心芯片產品線,雖然收購案懸而未決,但在本次GTC大會上,NVIDIA仍宣布了一系列與Arm處理器設計商的合作進展,包括將為亞馬遜AWS Graviton2 CPU提供GPU加速、為科學和AI應用開發提供支持的全新HPC開發者套件、提升邊緣視頻分析和安全功能、打造新一類基于Arm并搭載NVIDIA RTX GPU的新款PC等。

從自研三類芯片到GPU合作伙伴,從云、高性能計算、邊緣計算到PC,不難看出英偉達對于Arm生態的重視程度。

為亞馬遜AWS Graviton2 CPU提供GPU加速

2021年下半年,基于AWS Graviton2的Amazon EC2實例將與NVIDIA GPU相結合,在云端部署,可實現降低成本、支持更豐富的游戲串流體驗、優化云上安卓游戲和人工智能推理、以更低成本提供更高的AI推理性能等優勢。

為科學和AI應用開發提供支持的全新HPC開發者套件

NVIDIA全新HPC開發者套件為超級計算機提供了一個高性能、高能效的平臺,該平臺結合了1個Ampere Altra CPU(包含80個Arm Neoverse核,運行頻率高達3.3GHz)、雙NVIDIA A100 GPU(每個GPU可提供312TFLOPS的FP16深度學習性能)、兩個用于加速網絡、存儲和安全的NVIDIA BlueField-2 DPU。

提升邊緣視頻分析和安全功能

NVIDIA正擴大與Marvell的合作,將基于Arm的OCTEON DPU與GPU相結合,加速AI工作負載,實現網絡優化和安全。

打造新一類基于Arm并搭載NVIDIA RTX GPU的新款PC

NVIDIA將與聯發科合作,共同打造一個采用Arm核與NVIDIA顯卡、支持Chromium、Linux和NVIDIA SDK的參考平臺,將GPU的性能及先進的AI、光線追蹤圖形等技術帶入Arm PC平臺。

寫在最后

黃仁勛在NVIDIA GTC2021上公布了多項最新成果與研發進展,首款數據中心CPU的發布,也宣告著英偉達數據中心產品線正式集齊了“未來計算的三大支柱”——CPU、GPU、DPU,從英偉達在Arm身上“下的功夫”便不難看出其在CPU領域的野心。

英偉達每年在GTC大會上發布的新品已經成為了行業發展的重要指向,而正如黃仁勛所說,“新時代的計算機需要新的芯片、新的系統架構、新的網絡、新的軟件和工具。”不知今天過后,芯片圈的風向要怎么變呢?

編輯:jq

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原文標題:動向 | 英偉達推出ARM架構CPU,性能10倍領先

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