T客邦 April 02, 2024
身為目前最強的AI加速運算單元,Blackwell GPU不但具有強悍的效能,還可透過串接多組GPU方式構建「超大型GPU」,帶來更高的總體效能與吞吐量。Fa0e913a09b8ada4e1250e52d24e1b91

身為目前最強的AI加速運算單元,Blackwell GPU不但具有強悍的效能,還可透過串接多組GPU方式構建「超大型GPU」,帶來更高的總體效能與吞吐量。

不同散熱與介面組態

NVIDIA推出了多種Blackwell GPU組態,包含整合8組GPU的HGX形式超級電腦,以及整合2組GPU搭配1組Grace CPU的GB200運算節點,而它們又可以彼此串連成為更大型的運算叢集。

NVIDIA在GTC大會上主要推廣的型號為整合2組Blackwell GPU與1組Grace CPU的GB200 Superchip,NVIDIA推出的GB200 Superchip運算節點(Compute Node)則是將2組GB200 Superchip安置於1U高度的伺服器,並採用水冷散熱方案,能讓單組GB200 Superchip的TDP達到2700W,完全解放效能表現。

此外NVIDIA也會推出採用SXG介面的B200與B100等GPU,且都能夠以8組GPU組成HGX B200或HGX B100伺服器,2者主要的差異在於B200的TDP最高可達1000W,而B100僅為800W。

NVIDIA超大規模與高效能運算副總裁暨總經理Ian Buck也在媒體訪談中補充說明,若將B200安置於伺服器並搭配水冷散熱方案,則可將TDP上調至1200W,進一步提高運算效能。

另一方面,在散熱與供電許可的範圍下,B200與B100 GPU能夠直接與現有H100 HGX或相容伺服器進行GPU替換(Drop-in Replace),提供更大的升級彈性並節省升級費用。

(若下方表格無法完整顯示,請點選我看圖片版

GB200 Superchip規格表
規格 GB200 Superchip
組態 Grace CPU + 2 Blackwell GPU
FP4 Tensor Core稠密/稀疏運算效能 20 / 40 PFLOPS
FP8/FP6 Tensor Core稠密/稀疏運算效能 10 / 20 PFLOPS
INT8 Tensor Core稠密/稀疏運算效能 10 / 20 PFLOPS
FP16/BF16 Tensor Core稠密/稀疏運算效能 5 / 10 PFLOPS
FP32 Tensor Core稠密/稀疏運算效能 2.5 / 5 PFLOPS
FP64 Tensor Core稠密運算效能 90 TFLOPS (0.09PFLOPS)
HBM記憶體架構 HBM3e 8x2-sites
HBM記憶體容量 最大384 GB
HBM記憶體頻寬 最高16 TB/s
處理器組態 72x Arm Neoverse V2核心
處理器L1快取記憶體 每核心64KB i-cache + 64KB d-cache
處理器L2快取記憶體 每核心1MB
處理器L3快取記憶體 114MB
LPDDR5X記憶體容量 最大480 GB
LPDDR5X記憶體頻寬 最高512 GB/s
解壓縮引擎
影像解碼器 2x 7 NVDEC、2x 7 NVJPEG
Multi-Instance GPU(MIG)執行個體 2x 7
尺寸型式(Form factor) Superchip模組
NVLink版本 NVLink v5
NVLink頻寬(雙向) 2x 1.8 TB/s
PCIe Gen 6頻寬(雙向) 2x 256 GB/s
TDP 最高2700W
伺服器組態 NVIDIA GB200 NVL72最高可達576 GPUs

 (若下方表格無法完整顯示,請點選我看圖片版

NVIDIA Blackwell HGX規格表
規格 HGX B200 HGX B100
組態 8x Blackwell GPU  
FP4 Tensor Cor運算效能 144 PFLOPS 112 PFLOPS
FP8/FP6/INT8 Tensor Core運算效能 72 PFLOPS 56 PFLOPS
高速記憶體容量 最大1.5 TB
聚合記憶體頻寬 最高64 TB/s
聚合NVLink頻寬 14.4 TB/s
單一GPU規格
TDP 最高1000W 最高800W
FP4 Tensor Cor運算效能 18 PFLOPS 14 PFLOPS
FP8/FP6/INT8 Tensor Core運算效能 9 PFLOPS 7 PFLOPS
FP16/BF16 Tensor Core運算效能 4.5 PFLOPS 3.5 PFLOPS
FP32 Tensor Cor運算效能 2.2 PFLOPS 1.8 PFLOPS
FP64 Tensor Cor運算效能 40 TFLOPS 30 TFLOPS
GPU記憶體組態 HBM3e
GPU記憶體頻寬 最高8 TB/s
互連介面 NVLink(1.8 TB/s)、PCIe Gen6(256 GB/s)
伺服器組態 8 GPU(NVIDIA HGX B100 夥伴與
NVIDIA認證系統)
8 GPU(NVIDIA HGX B200 夥伴與
NVIDIA認證系統)

Blackwell GPU的實體圖片,更多詳細介紹可看者的前篇報導。 ▲ Blackwell GPU的實體圖片,更多詳細介紹可看筆者的前篇報導。

GB200 Superchip整合2組Blackwell GPU與1組Grace CPU。 ▲ GB200 Superchip整合2組Blackwell GPU與1組Grace CPU。

GB200 Superchip的實體圖片,上方為2組Blackwell GPU,央則為Grace CPU與LPDDR5x記憶體。 ▲ GB200 Superchip的實體圖片,上方為2組Blackwell GPU,中央則為Grace CPU與LPDDR5x記憶體。

每組Blackwell GPU內建容量為384 GB的HBM3e高頻寬記憶體。 ▲ 每組Blackwell GPU內建容量為384 GB的HBM3e高頻寬記憶體。

Grace CPU則在外部配置最大480 GB LPDDR5X記憶體。 ▲ Grace CPU則在外部配置最大480 GB LPDDR5X記憶體。

GB200 Superchip運算節點整合2組GB200 Superchip,配水冷散熱方案,安置於1U高度的伺服器。(左方為去除水冷的情況) ▲ GB200 Superchip運算節點整合2組GB200 Superchip,搭配水冷散熱方案,安置於1U高度的伺服器。(左方為去除水冷頭的情況)

外客戶也可以選則整合8組SXG介面Blackwell GPU的HGX B200或HGX B100伺服器。 ▲ 此外客戶也可以選則整合8組SXG介面Blackwell GPU的HGX B200或HGX B100伺服器。

透過高速互連頻寬組成超大GPU

Blackwell GPU的另一大創新功能,就是能夠透過NVLink串聯最多576組Blackwell GPU,讓整個叢集猶如組成單一超大GPU,達到擴大運算效能、共享記憶體、執行規模更大模型的能力。

而NVIDIA也推出了GB200 NVL72伺服器,它的機櫃(Rack)具有18組GB200 Superchip運算節點以及9組NVLink交換器(每組交換器具有2組NVLink交換器晶片所),能在由72組GPU組成的NVL72網域叢集中,以130 TB/s的頻寬交換資料。而跨多台機櫃的GPU資料則會透過InfiniBand網路。

相對於Blackwell GPU晶片內部的2組裸晶透過頻寬高達10 TB/s的NV-HBI(NVIDIA High-Bandwidth Interface)晶片對晶片互連(Chip-to-Chip Interconnection)相連,多顆GPU之間則是透過第5代NVLink相連。它採用18通道(Link)的高速差分訊號對(High-Speed Differential Pair),能夠提供總共高達1.8 TB/s的雙向頻寬(即單向為900 GB/s),最高能支援576組GPU相連,遠高於前代的256組GPU。

第5代NVLink的頻遠遠高出PCIe Gen 5x16的14倍,其1小時的雙向傳輸量總合約為6.32 PB,大約等同於18年4K電影串流的資料量,或是11組Blackwell GPU之間的傳數量總合就與整個網際網路相當,對於執行大型AI模型的效能表現扮演重要角色。

(若下方表格無法完整顯示,請點選我看圖片版

NVIDIA GB200 NVL72規格表
規格 NVIDIA GB200 NVL72
組態 36x GB200 Superchip
FP4 Tensor Core稠密/稀疏運算效能 720 / 1440 PFLOPS
FP8/FP6 Tensor Core稠密/稀疏運算效能 360 / 720 PFLOPS
INT8 Tensor Core稠密/稀疏運算效能 360 / 720 PFLOPS
HBM記憶體架構 HBM3e
HBM記憶體容量 最大13.5 TB
HBM記憶體頻寬 最高576 TB/s
處理器組態 2592x Arm Neoverse V2核心
高速記憶體容量 最大30 TB
NVLink交換器 7x
NVLink頻寬(雙向) 130 TB/s

NVLink交換器晶片能夠串聯最多576組Blackwell GPU組成單一超大GPU,達到擴大運算效能、共享記憶體、執行規模更大模型的能力。 ▲ NVLink交換器晶片能夠串聯最多576組Blackwell GPU組成單一超大GPU,達到擴大運算效能、共享記憶體、執行規模更大模型的能力。

NVLink交換器由2組NVLink交換器晶片構成,並提供144組NVLink端,無阻塞交換劉量14.4 TB/s,為GB200 NVL72系統提供高頻寬和低延遲資料交換能力。 ▲ NVLink交換器由2組NVLink交換器晶片構成,並提供144組NVLink端子,無阻塞交換劉量答14.4 TB/s,為GB200 NVL72系統提供高頻寬和低延遲資料交換能力。

GB200 NVL72機櫃具有18組GB200 Superchip運算節點,總共包含72組Blackwell GPU與36組Grace CPU。 ▲ GB200 NVL72機櫃具有18組GB200 Superchip運算節點,總共包含72組Blackwell GPU與36組Grace CPU。

GB200 NVL72機櫃背面則有稱為NVLink Spine(NVLink脊椎)的資料連接纜線,GPU串聯在一起。 ▲ GB200 NVL72機櫃背面則有稱為NVLink Spine(NVLink脊椎)的資料連接纜線,GPU串聯在一起。

NVIDIA不但透過CUDA確立了AI運算軟體與框架的領先優勢,隨著Blackwell架構推出的第5代NVLink也支援串聯更多GPU,進而提供更龐大的運算能力以及記憶體總容量,讓競爭對手望塵莫及。

回到GTC 2024春季場系列報導目錄

加入T客邦Facebook粉絲團 固定链接 'GTC 24:Blackwell架構詳解!看懂B100、B200、GB200、GB200 NVL72成員的糾結瓜葛' 提交: April 2, 2024, 7:00pm CST