英伟达 | 推出适用于AI和高性能计算的NVIDIA GRACE CPU

计算机视觉研究院专栏

作者：Edison_G

NVIDIA发布其首款基于Arm架构的数据中心CPU处理器，在最复杂的AI和高性能计算工作负载下，可实现10倍于当今最快服务器的超高性能。

4月12日晚，英伟达GTC 2021大会在线上开始了。

「这是世界第一款为terabyte级别计算设计的CPU」在GTC大会上，黄仁勋祭出了英伟达的首款中央处理器Grace，其面向超大型AI模型的和高性能计算。

先来说下优点：

NVIDIA创始人兼首席执行官黄仁勋表示：“前沿的AI和数据科学正推动当今的计算机架构超越其极限，以处理规模难以想象的海量数据。NVIDIA借助Arm授权的 IP设计了Grace，这是一款专为大规模AI和HPC设计的CPU。与GPU和DPU一起, Grace为我们提供了计算的第三种基础技术，以及为了推进AI发展重构数据中心的能力。NVIDIA现在是一家拥有三种芯片的公司。”

NVIDIA利用Arm数据中心架构极大的灵活性构建了Grace。通过推出新的服务器级 CPU，NVIDIA正在推进在AI和HPC领域中技术多样性的目标。在这些领域，更多选择是实现解决全球最迫切问题所需创新的关键。

Arm首席执行官Simon Segars表示：“作为全球授权范围最广的处理器架构，Arm 每天正在以不可思议的新方式推动创新。NVIDIA 推出Grace 数据中心 CPU 明确表明Arm的授权模式如何促进一项重要创新，这将进一步支持世界各地 AI 研究人员和科学家们非凡的工作。”

Grace的首批使用者推动科学和AI的极限发展

CSCS和洛斯阿拉莫斯国家实验室计划将于2023年推出由慧与构建的、搭载Grace的超级计算机。

CSCS总监Thomas Schulthess教授表示：“利用 NVIDIA全新的Grace CPU，使得我们能将AI技术和传统的超级计算融合在一起，来解决计算科学领域一些最难的问题。我们很高兴能够向我们的瑞士和全球用户提供这款全新NVIDIA CPU，用于处理分析海量和复杂的科学数据集。”

洛斯阿拉莫斯国家实验室主任Thom Mason表示：“通过创新地平衡内存带宽和容量，新一代系统将重塑我们机构的计算策略。凭借NVIDIA全新Grace CPU，我们可以在比以前更大的数据集上完成高逼真度3D仿真和分析，从而进行先进的科学研究工作。”

实现性能突破

Grace的强大性能基于第四代NVIDIA NVLink® 互联技术，该技术在Grace和NVIDIA GPU之间提供创纪录的900 GB/s连接速度，使总带宽比当今领先的服务器高 30 倍。

Grace还将利用创新的LPDDR5x内存子系统，该子系统的带宽是DDR4内存的两倍，能效达DDR4的10倍。此外，新架构提供单一内存地址空间的缓存一致性，将系统和HBM GPU内存相结合，以简化可编程性。

Grace将获得NVIDIA HPC软件开发套件以及全套CUDA® 和 CUDA-X™ 库的支持，可以对2,000多个 GPU应用程序加速，使得应对全球重大挑战的科学家和研究人员探索速度更快。

预计将于2023年初开始供货。

再来说说缺点：

鉴于目前Grace还处于PPT阶段，在发布会上，技术上也只是提到了LPDDR5x和NVIDIA NVLink 这些比较不怎么让人意外的技术，那我们可以从市场方面简单聊一聊。

「Grace是一款高度专业化的处理器，主要解决工作负载问题，例如训练拥有超过1万亿个参数的下一代NLP模型。当与英伟达GPU紧密结合时，基于Grace CPU的系统将比当今最先进的基于英伟达DGX的系统（运行在x86 CPU上）的性能还要快10倍。」

Grace CPU是一款服务器CPU，主要用途是数据中心，并不是消费者业务，所以它和Apple 的M1芯片定位完全不同，普通用户暂时没有不会用得到Grace CPU。对于服务器计算领域，ARM架构芯片并不是一个非常新鲜的名词，比如华为的鲲鹏，亚马逊的Graviton，Fujistu的A64FX等等。

它的定位也并不是传统的通用计算，而是用来辅助自家的GPU，来提供更有竞争力的AI数据中心解决方案。这里的内在原因是，数据中心的芯片市场已经越来越成为主流市场，消费者市场正在日渐衰弱。

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