大模型要成功，算力是关键。
这是腾讯云面向大模型训练场景，发布的全新一代的HCC高性能计算集群性能参数：
“算力性能和上一代相比提升3倍，服务器接入带宽从1.6T提升到3.2T。”
采用最新一代腾讯云星星海自研服务器，并搭载NVIDIA H800 Tensor Core GPU的这代HCC高性能集群，单GPU卡支持输出最高1979 TFlops的算力。
具体强在哪里？
去年10月，腾讯完成首个万亿参数的AI大模型——混元NLP大模型训练。在同等数据集下，将训练时间由50天缩短到11天。如果基于新一代集群，训练时间将进一步缩短至4天。
01、单纯堆卡，算力并不能线性增长
模型热度持续高涨，但要训练一个成功的大模型，算力，算法、数据三者缺一不可。
越强的大模型，越需要更强的算力来完成训练。拥有强大的算力是AI大模型成功的关键。
在单体服务器计算能力有限的情况下，需要将上千台服务器相连，打造大规模、分布式的高性能计算集群。业界标杆的大模型，对训练算力需求普遍非常高，使用成千上万张GPU卡。
如此庞大的参数规模，单独一块GPU运算卡甚至都完成不了最基本的装载，这也使得我们要用网络联接成千上万的服务器组建大规模算力集群，为大模型提供所需的算力。
HCC高性能计算集群就是在这样的需求下诞生，但是，要把这么多的卡“串联“起来，背后需要很强的技术能力。
因为根据木桶效应，单纯堆卡并不能带来算力的线性增长。它需要的是计算、存储、网络以及上层的框架等各个环节全面协调配合，才能输出一个高性能、高带宽、低延迟的智算能力平台。
02、最强算力背后是底层自研技术的突破
为了提供极致的算力输出，腾讯云HCC高性能集群，从底层基础设施到上层的训练框架，做了多方面的技术创新。
2.1 计算：业界领先的超高密度，将单点算力性能提升至更高
服务器的单机性能是集群算力的基础。在非稀疏规格情况下，新一代集群单GPU卡支持输出最高 495 TFlops（TF32）、989 TFlops （FP16/BF16）、1979 TFlops（FP8）的算力。
针对大模型训练场景，腾讯云星星海服务器采用6U超高密度设计，相较行业可支持的上架密度提高30%；
利用并行计算理念，通过CPU和GPU节点的一体化设计，将单点算力性能提升至更高；
全面升级第四代英特尔至强扩展处理器，服务器PCIe带宽、内存带宽最高提升100%。
2.2 网络：自研星脉高性能计算网络，将集群算力再提升20%
我们知道，模型参数量越大，对带宽的需求就越高。成千上万的GPU卡协同工作数周甚至更久，GPU 与 GPU 间、服务器与服务器节点之间存在海量的内部数据交互需求。
传统的中小模型训练，往往只需要少量 GPU 服务器参与，跨服务器的通信需求相对少，可以沿用通用的 100Gbps 带宽。而万亿参数大模型训练，是一种带宽敏感的计算业务，往往是All-to-All的通信模式。
在大模型场景下，相比单点GPU故障只影响集群算力的千分之几，一条链路的负载不均导致网络堵塞，就会成为木桶短板，影响到数十个甚至更多GPU的连通性。
同时，集群训练也会引入额外的通信开销，导致 N 个 GPU 算力达不到单个GPU 算力的N 倍。业界开源的GPU集合通信库（比如NCCL），也不能将网络的通信性能发挥到极致。
如果说业界最新代次的GPU是跑车，那么我们需要一条专业赛道，才能让N个GPU组成的大模型训练集群最大限度地发挥潜力。
腾讯自研的星脉高性能计算网络，就是这条专业赛道。这条赛道对GPU集群网络做了深度定制。增加了网络节点带宽，为计算节点提供3.2T ETH RDMA高性能网络，大幅降低了通信耗时的占比。
这相当于同样的GPU卡，用超带宽网络将集群算力提至更高。实测结果显示，搭载同样的GPU，最新的3.2T星脉网络相较1.6T网络，让集群整体算力提升20%。
这条赛道，对“交通规则”也做了优化。在大规模的训练集群中，GPU之间的通信实际上由多种形式的网络承载，有机间网络，也有机内网络。
传统上的通信方案，存在大量的机间网络通信，导致集群的通信开销很大。星脉高性能计算网络将两种网络同时利用起来，将小流聚合为大流，通过减少流量的数目，从而提升整网的传输性能。实测显示，在大规模All-to-All场景下，星脉高性能计算网络能帮助通信的传输性提升30%。
基于多轨道聚合的无阻塞网络架构、主动拥塞控制和定制加速通信库，目前，新一代集群能提供业界领先的集群构建能力，支持单集群高达十万卡级别的组网规模。
腾讯自研高性能集合通信库TCCL，基于星脉网络硬件平台深度优化，在全局路径规划、拓扑感知亲和性调度、网络故障实时告警/自愈等方面融入了定制设计的解决方案。相对业界开源集合通信库，为大模型训练优化40%负载性能，消除多个网络原因导致训练中断问题。
在超大集群场景下，仍然能保持优秀的通信开销比和吞吐性能，满足大模型训练以及推理业务的横向扩展。
2.3 存储：TB级吞吐能力和千万级IOPS，减少计算节点等待
近5年，模型参数量增长十万倍，而GPU显存只增长了 4 倍。理论上，云上的池化资源能解决这一问题。
但训练场景下，几千台计算节点会同时读取一批数据集，存储桶还面临着高并发的问题。大模型的数据集主要是GB级的大文件，从加载模型到启动完成需要数分钟，如果GPU资源闲置，也会拖慢整体训练效率。
如果说大模型算力中的网络，是为GPU修了一条专业赛道。那么高性能存储，则是一个“秒换轮胎”的维修站，提前备好数据，尽量减少计算节点的等待，让集群性能进一步逼近最优。
新一代集群，引入了腾讯云最新自研存储架构，具备TB级吞吐能力和千万级IOPS，支持不同场景下对存储的需求。
COS+GooseFS方案，提供基于对象存储的多层缓存加速，大幅提升端到端的数据读取性能，为大模型场景提供海量、极速、高性价比的存储方案；将公开数据集、训练数据、模型结果统一存储到对象存储COS中，实现数据统一存储和高效流转。GooseFS按需将热数据缓存到GPU内存和本地盘中，为大模型训练提供低延时的本地化访问能力，加速训练过程、提升训练效率。
CFS Turbo高性能并行文件存储，采取多级缓存加速的方案。基于全分布式架构，提供100GB/s带宽、1000万IOPS的极致性能。并通过持久化客户端缓存技术，将裸金属服务器本地NVMe SSD和Turbo文件系统构成统一命名空间，实现微秒级延时，解決大模型场景大数据量、高带宽、低延时的诉求。同时，通过智能分层技术，自动对冷热数据分层，节省80%的存储成本，提供极致的性价比。
在底层架构之上，针对大模型训练场景，新一代集群集成了腾讯云自研的TACO Train训练加速引擎，对网络协议、通信策略、AI框架、模型编译进行大量系统级优化，大幅节约训练调优和算力成本。
腾讯混元大模型背后的训练框架AngelPTM，也已通过腾讯云对外提供服务，帮助企业加速大模型落地。在腾讯云上，企业基于TI 平台的大模型能力和工具箱，可结合产业场景数据进行精调训练，提升生产效率，快速创建和部署 AI 应用。
03、多层接入，算力更易获取
由于大模型的体量单集群的节点数非常大，初创公司通常会面临问题：单集群节点需要开多大，才能够适应AI算力的规模？
面对这一需求，在算力层面，腾讯云针对训练、推理、测试及优化场景，提供匹配方案和产品。
其中，新一代HCC高性能计算集群，面向大规模AI训练。以专用集群方式对外提供服务，腾讯云将裸金属云服务器作为节点，满配最新代次的GPU，并结合自研存储架构、节点之间通过自研星脉RDMA网络互联，给大模型训练业务提供高性能、高带宽和低延迟的一体化高性能计算。
后续，针对自动驾驶训练、自然语言处理、AIGC大模型训练、科研计算等场景下客户的高算需求，通过腾讯云裸金属、云服务器、容器、云函数等多形态多层级接入能力，都可以快速获取。
更大规模的大模型，正在逼近算力的边界。以新一代集群为标志，腾讯云正在基于自研芯片、星星海自研服务器和分布式云操作系统遨驰，通过软硬一体的方式，打造面向AIGC的高性能智算网络，持续加速全社会云上创新。
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