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“一箭發三芯”,英偉達進入CPU賽道

英偉達GRACE.jpg

每年的NVIDIA GTC大會,都是英偉達創始人黃仁勛放大招的重要時刻。今年英偉達的發布會充滿了濃濃的“ARM氣息”。4月13日凌晨,英偉達舉行了一年一度的NVIDIA GTC大會,黃仁勛在自家廚房對著鏡頭,宣布推出3款基于ARM IP打造的處理器:針對數據中心TB級加速計算而設計的CPU NVIDIA Grace、全新BlueField-3 DPU、1000TOPS算力的自動駕駛汽車SoC,而且黃仁勛強調未來的數據中心標配是“CPU+DPU+GPU”。

黃仁勛的此次發布,信息量巨大??雌饋?,英偉達是“一箭發三芯”,但事實上黃仁勛是向業界同時射出了“數支箭”,包括做CPU搶英特爾的飯碗、加注汽車自動駕駛“芯”力、協助亞馬遜做自研芯片、推出量子計算框架布局又一個新的生態等。而這其中最為刺激業界神經的是英偉達終于做了CPU,真正和英特爾“針尖麥芒”對著干了。


首顆CPU“Grace”對標英特爾?

先來看英偉達首顆數據中心CPU— Grace 。這款 CPU 以計算機編程先驅Grace Hopper 的名字命名。按照英偉達的官方介紹,這是一顆高度專用型處理器,主要面向大型數據密集型 HPC 和 AI 應用。新一代自然語言處理(NLP)模型的訓練會有超過1萬億的參數。

與英特爾CPU堅守的X86架構不同, Grace另起爐灶采用ARM架構。之所以采用新的架構,黃仁勛給出的理由是,原來的計算架構已經逼近極限,需要圍繞以AI為核心設計新的計算架構,“而ARM是全球最受歡迎的CPU架構,因為它超級節能,而且采用開放式授權許可模式?!秉S仁勛還認為未來的數據中心應該由“CPU+DPU+GPU”組成,而 Grace 和BlueField 是其中必不可少的關鍵組成部分。

與此同時,他強調 Grace與傳統CPU不一樣的地方在于有更強的AI和HPC能力。

“最尖端的人工智能和數據科學已經把現今的計算系架構推向了極致,處理著不可思議的數據量。Grace是專門為大規模AI和HPC設計的CPU。結合GPU和DPU,Grace將能提供英偉達所需的第三種基礎計算芯片,讓數據中心能以最先進的 AI技術為核心,重新進行架構?!秉S仁勛說。

一直以來,英偉達都是用其GPU來對付英特爾的CPU等各種組合拳,現在黃仁勛終于有了CPU——一個專為處理大量AI數據任務而生的CPU。按照黃仁勛給出的說法,服務器用上這款CPU后, AI性能將超過x86架構CPU的10倍。

黃仁勛在談及CPU+DPU+GPU將是未來AI數據中心標配時表示,這幾個芯片每個芯片架構歷經兩年的打磨周期(周期內可能出現轉變),一年專注于 x86 平臺,另一年專注于ARM平臺。

同時黃仁勛給出了明年將采用“CPU+DPU+GPU”帶來極致效率提升的客戶名單——瑞士國家計算中心(CSCS)正在打造一個算力可達20Exaflops的系統,美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室(Los Alamos National Laboratory)也將為其研究人員配備新AI超算。

此外,云計算將是黃仁勛非??春玫牡湫蛿祿行膱鼍?。為此,不得不提及亞馬遜。亞馬遜AWS是全球最大的云服務提供商,“NVIDIA GPU+亞馬遜自研CPU”來賦能亞馬遜云服務將在今年下半年推出。


看重自動駕駛領域


汽車將是未來又一個需要龐大算力的數據中心,已成為業界共識。所以英偉達進一步加持自動駕駛,黃仁勛表示:“自動駕駛汽車領域是機器學習和機器人技術所面對的最嚴峻的挑戰之一,同時也是最棘手、影響最大的挑戰之一?!盢VIDIA正在為價值10萬億美元的交通運輸行業構建模塊化的端到端解決方案,使合作伙伴能夠充分利用所需要的部件。

在這次發布上,英偉達宣布其新一代AI自動駕駛汽車處理器NVIDIA DRIVE Atlan算力可以達到每秒超過1000萬億次(TOPS)運算次數,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,目標是用在2025 年的車型上。黃仁勛表示:“Atlan 集 NVIDIA 在AI、汽車、機器人、安全和BlueField安全數據中心領域的所有技術之大成,堪稱一項技術奇跡?!?/p>

黃仁勛同時表示,將于2022 年投產的NVIDIA 自動駕駛汽車計算系統級芯片—— NVIDIA DRIVE Orin,旨在成為汽車的中央電腦。

要加持汽車,必須要做一個大的“局”,所以黃仁勛還發布了 NVIDIA 第八代 Hyperion 汽車平臺,包括參考傳感器、自動駕駛汽車和中央計算機、3D 地面真實數據記錄儀、網絡,以及所有必要的軟件。

此外,還有為汽車所需的數字孿生工具。黃仁勛表示:“Omniverse中的 DRIVE數字孿生是能夠與車隊中每一位工程師和每一輛車互聯的虛擬空間?!盌RIVE Sim也可用于創建自動駕駛汽車的數字孿生,并將其用于自動駕駛汽車的開發。
對于汽車芯片而言,到底誰用了,永遠是一個關鍵標桿。沃爾沃汽車在GTC大會主題演講中宣布,將為新一代汽車的自動駕駛計算機配備NVIDIA DRIVE Orin,這意味著兩家公司的合作深入到了更多軟件定義車型,首發就是將于明年發布的沃爾沃新一代XC90。

沃爾沃汽車從 2016 年開始基于 NVIDIA DRIVE Xavier為新車型開發 AI 輔助駕駛功能,軟件則由沃爾沃汽車旗下的自動駕駛軟件開發公司 Zenseact 自主研發。


進一步拓展軟件平臺邊界

當年英偉達之所以能夠在AI市場上風生水起與其軟件平臺構筑的強大生態不無關系,所以黃仁勛在當天總結英偉達四大特點的時候,除了強調英偉達具有3種芯片CPU、GPU、DPU能力之外,還特別強調英偉達是一家軟件平臺公司和AI公司,現在它正進一步拓展它的軟件平臺邊界。

今天凌晨的發布會上,英偉達發布了一系列的軟件平臺,包括數據中心安全平臺、量子計算研發組件、面向企業的設計協作和模擬平臺。

其中,黃仁勛特別隆重介紹了這個面向企業的設計協作和模擬平臺—NVIDIA Omniverse,這是全球第一個可以讓處于世界各地的3D設計團隊跨多個軟件套件工作,并在同一共享虛擬空間中進行實時協作的技術平臺。目前已經上線公測,預計今年夏天將正式商用。黃仁勛表示:“Omniverse 旨在創建共享虛擬 3D 世界,就像尼爾·斯蒂芬森在上世紀90 年代早期的小說《雪崩》中所描述的科幻虛擬空間”。

黃仁勛進一步解釋NVIDIA Omniverse特點,包括可以擴展至多個 GPU、具有高物理精度、能夠充分運用RTX實時路徑追蹤和 DLSS、可以使用 NVIDIA MDL 模擬材料、可以使用 NVIDIA PhysX 模擬物理學并且與 NVIDIA AI 完全集成。

據了解,目前包括寶馬、Foster建筑事務所和WPP傳播集團等擁有全球人員結構最復雜的設計團隊,已經對Omniverse Enterprise進行了早期測評。

而正在全球巨頭爭相布局的量子計算領域,英偉達同樣推出了量子開發工具組件cuQuantum,其能夠為量子電路模擬器提供加速,以助力研究人員設計出更完善的量子計算機。

在相關說明中,英偉達表示,目前正在與加州理工學院合作,以多組基于Ampere顯示架構的A100 GPU所構成自建計算系統Selene,借由cuQuantum開發工具組執行量子計算模擬加速,可在9.3分鐘內完成谷歌量子計算系統Sycamore必須花費數天才能完成的m=20深度取樣。相較目前已知的量子計算模式,英偉達預期可借由GPU加速縮短量子計算模擬所需時間,并且重現量子計算中可對應“0”“1”,或是兩種狀態同時存在情形,借此可作為日后量子計算發展規劃、驗證使用。

黃仁勛并沒有給英偉達未來做出更多的設定,現在的英偉達正在不斷拓展它的邊界,就像黃仁勛在談到汽車數據中心時所言,它已“整裝待發,將帶來新一輪的巨大飛躍”?,F在英偉達同樣整裝待發,將給整個產業帶來新一輪的巨大飛躍。

責任編輯:李佳師


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