Nvidia HGX

Основные статьи:

• Серверы (мировой рынок)
• Серверы (рынок России)

2021: Nvidia A100 80G PCIe, Nvidia NDR 400G InfiniBand, Nvidia Magnum IO

28 июня 2021 года компания NVIDIA объявила о приросте платформы NVIDIA HGX AI благодаря современным технологиям, которые объединяют ИИ с высокопроизводительными вычислениями, чтобы сделать вычисления доступнее для еще большего числа индустрий.

По информации компании, чтобы приблизить приход эры промышленных ИИ и HPC-приложений, NVIDIA добавила три ключевых технологии в платформу HGX: GPU NVIDIA A100 80GB PCIe, сетевые технологии NVIDIA NDR 400G InfiniBand и ПО NVIDIA Magnum IO GPUDirect Storage. Вместе они обеспечивают экстремальную производительность для промышленных инноваций.

Nvidia представила новые системы HGX A100 для оптимизации промышленных ИИ и HPC-приложений

На июнь 2021 года Atos, Dell Technologies, Hewlett Packard Enterprise (HPE), Lenovo, Microsoft Azure и NetApp и еще десятки партнеров используют платформу NVIDIA HGX для создания систем и решений.

Платформу HGX использует компания, специализирующуюся в области высоких технологий в промышленности General Electric: компания применяет достижения в HPC для симуляций в области вычислительной динамики жидкостей (CFD) и разработки крупных газовых турбин и реактивных двигателей. Платформа HGX получила ускорение на порядок и может применять CFD-методы в коде GE GENESIS. Он использует метод крупных вихрей для изучения эффектов турбулентных потоков внутри турбин, которые состоят из сотен отдельных лопастей со сложной геометрией.Вице-премьер Дмитрий Григоренко рассказал TAdviser, как устроена цифровая модель госуправления Правительства России 4.3 т

Платформа HGX также оптимизирует научные HPC-системы во всем мире, включая суперкомпьютер следующего поколения в Университете Эдинбурга, о чем также объявлено 28 июня 2021 года.

Графические процессоры NVIDIA A100 Tensor Core обеспечивают обеспечение HPC-вычислений для решения сложных задач ИИ, анализа данных, обучения моделей и симуляций в промышленности. Графические процессоры A100 80ГБ PCIe располагают на 25% более широкой полосой пропускания по сравнению с A100 40ГБ - до 2ТБ/с - и снабжены 80ГБ скоростной памяти HBM2e.

Объем памяти A100 80ГБ PCIe и широкая полоса пропускания позволяют хранить в памяти больше данных и более крупные сети, минимизируя коммуникации между узлами и снижая энергопотребление.

A100 80ГБ PCIe основан на архитектуре NVIDIA Ampere, которая поддерживает технологию Multi-Instance GPU (MIG) для ускорения небольших рабочих нагрузок, таких, как инференс. MIG позволяет HPC-системам оптимизировать объем вычислений и объем памяти. В дополнение к PCIe есть четырех- и восьми-модульные конфигурации NVIDIA HGX A100.

Партнерами NVIDIA по системам A100 80GB PCIe стали Atos, Cisco, Dell Technologies, Fujitsu, H3C, HPE, Inspur, Lenovo, Penguin Computing, QCT и Supermicro. Платформа HGX на базе графических процессоров A100 с коммутацией NVLink также доступна через облачные сервисы от Amazon Web Services, Microsoft Azure и Oracle Cloud Infrastructure.

Системы HPC, для которых требуется определенная скорость передачи данных, усилены NVIDIA InfiniBand – полностью разгружаемым интерконнектом, поддерживающим сетевые вычисления. NDR InfiniBand масштабирует производительность для решения сложных задач на промышленных и научных HPC-системах. Системы коммутации с фиксированной конфигурацией NVIDIA Quantum-2 имеют 64 порта со скоростью передачи NDR 400Гб/с InfiniBand на порт (или 128 портов по NDR200).

Модульные коммутаторы NVIDIA Quantum-2 могут иметь до 2048 портов NDR 400GГб/с InfiniBand (или 4096 портов NDR200) с общей пропускной способностью в обоих направлениях 1.64 петабит в секунду, что в 5 раз выше, чем у предыдущего поколения. У коммутатора с 2048 портами в 6.5 раз выше масштабируемость по сравнению с предыдущим поколением, и он способен подключать свыше миллиона узлов в три шага с помощью топологии сети DragonFly+.

Третье поколение технологии сжатия данных NVIDIA SHARP In-Network Computing оптимизирует производительность промышленных и научных приложений с 32-кратным ускорением ИИ по сравнению с предыдущим поколением.

Возможности управления включают возможности самовосстановления сети и движки ускорения NVIDIA In-Network Computing. Время простоя центра обработки данных снижено еще больше благодаря платформе NVIDIA UFM Cyber-AI.

Основанные на промышленных стандартах коммутаторы NVIDIA Quantum-2, поставки которых начнутся к концу 2021 года, имеют прямую и обратную совместимость, что обеспечивает простоту миграции и расширение существующих систем и программного обеспечения.

Производители инфраструктуры, включая Atos, DDN, Dell Technologies, Excelero, GIGABYTE, HPE, Lenovo, Penguin, QCT, Supermicro, VAST и WekaIO, планируют интегрировать коммутаторы Quantum-2 NDR 400Gb/s InfiniBand в свои корпоративные и HPC-системы. Поставщики облачных сервисов, включая Azure, также применяют технологию InfiniBand.

Технология Magnum IO GPUDirect Storage устанавливает прямую связь между памятью GPU и накопителем. Благодаря прямому доступу снижаются задержки при работе с приложениями и полностью используется пропускная способность сетевых адаптеров, при этом снижается нагрузка на CPU и контролируется потребление данных.

2018: Анонс Nvidia HGX-2

Компания Nvidia 30 мая 2018 года представила Nvidia HGX-2 — унифицированную вычислительную платформу для высокопроизводительных вычислений и вычислений в области искусственного интеллекта. HGX-2 входит в семейство GPU-ускоренных серверных платформ Nvidia — экосистемы сертифицированных серверов, предназначенных для широкого спектра вычислений ИИ, HPC и ускоренных вычислений с оптимальной производительностью.

Nvidia HGX-2

Облачная серверная платформа HGX-2 с поддержкой произвольных вычислений (multi-precision) обеспечивает гибкость, необходимую для вычислений будущего. Она позволяет выполнять вычисления высокой точности FP64 и FP32 для научных исследований и моделирования, а также поддерживает FP16 и Int8 для обучения ИИ и инференса. Такая универсальность отвечает требованиям растущего числа приложений, сочетающих HPC-вычисления и работу с ИИ, пояснили в компании.

Мир вычислений изменился, — отметил Дженсен Хуанг (Jensen Huang), основатель и генеральный директор Nvidia. — Эффект от масштабирования CPU заметно сократился, в то время как спрос на вычисления растет драматическими темпами. Платформа Nvidia HGX-2 на базе GPU с тензорными ядрами предлагает мощные универсальные возможности, позволяющие выполнять как HPC, так и вычисления для ИИ для решения насущных глобальных вызовов.

По словам разработчиков, скорость обучения ИИ-сетей на платформе HGX-2 достигает 15,5 ты. изображений в секунду в бенчмарке ResNet-50, что позволяет заменить до 300 серверов на базе CPU.

Платформа поддерживает такие передовые возможности, как интерфейс Nvidia NVSwitch, который позволяет объединить 16 GPU Nvidia Tesla V100 с тензорными ядрами, превратив их в единый гигантский графический процессор со скоростью вычислений 2 петафлопса в задачах ИИ. Первой системой на базе платформы HGX-2 стала недавно анонсированная система Nvidia DGX-2.

Как ожидают в Nvidia, HGX-2 станет ключевым компонентом передовых вычислительных систем производителей для задач HPC и ИИ. Так, четыре производителя серверов — Lenovo, QCT, Supermicro и Wiwynn — объявили о планах выпуска собственных систем на базе HGX-2 в 2018 году. Кроме того, четыре мировых ODM-производителя — Foxconn, Inventec, Quanta и Wistron — также готовят к выпуску системы на базе HGX-2, предназначенные для установки в крупнейшие облачные дата-центры.

2017: Запуск Nvidia HGX

В мае 2017 года Nvidia запустила партнерскую программу с ведущими ODM-производителями — Foxconn, Inventec, Quanta и Wistron, чтобы быстрее удовлетворить рыночный спрос на облачные вычисления для задач искусственного интеллекта (ИИ).

В рамках партнерской программы Nvidia HGX Nvidia предоставляет каждому ODM-производителю ранний доступ к референсной архитектуре Nvidia HGX, технологиям вычислений на GPU и руководствам по проектированию. Модель HGX – та же, что используется и в Microsoft Project Olympus, системах Facebook Big Basin и суперкомпьютерах для задач ИИ NVIDIA DGX-1.

HGX – это референсная архитектура для поставщиков облачных решений, которые хотят перейти на новую платформу Nvidia GPU Cloud. Платформа Nvidia GPU упрощает доступ к полностью интегрированным и оптимизированным фреймворкам глубокого обучения, включая Caffe2, Cognitive Toolkit, MXNet и TensorFlow.

Используя HGX в качестве основы, ODM-партнеры в сотрудничестве с Nvidia могут быстрее создавать и выводить на рынок спектр GPU-ускоренных систем для гипермасштабируемых дата-центров. В рамках программы инженеры NVIDIA помогут ODM-производителям сократить время как на проектирование, так и на развертывание систем.

С помощью новых GPU на базе архитектуры Nvidia Volta, которая обеспечивает втрое более высокую производительность по сравнению с предшествующей архитектурой, ODM-производители могут удовлетворить рыночный спрос, выпустив новые продукты на базе новейших технологий Nvidia .

Гибкая модернизируемая система

Nvidia создала референсную архитектуру HGX, чтобы обеспечить производительность, эффективность и масштабируемость, необходимые для гипермасштабируемых облачных окружений. HGX поддерживает большой спектр конфигураций в зависимости от нагрузки и позволяет объединять графические и центральные процессоры в различных комбинациях для высокопроизводительных вычислений, обучения глубоких сетей и инференса.

Стандартная архитектура HGX включает восемь ускорителей Nvidia Tesla в форм-факторе SXM2, объединенных топологией cube mesh с помощью высокоскоростного интерфейса Nvidia NVLink и оптимизированных PCIe-топологий. Благодаря модульному дизайну, HGX-системы могут устанавливаться в существующие дата-центры во всем мире, при необходимости используя гипермасштабируемые CPU-узлы.

С HGX совместимы оба ускорителя Nvidia - Tesla P100 и V100. Поэтому системы на базе HGX можно будет обновить сразу же, как только процессоры V100 выйдут на рынок.