Η Nvidia αποκαλύπτει το "Hopper", την νέα της αρχιτεκτονική GPU

Μετά από πολλές φήμες, η Nvidia σήμερα στην εκδήλωση GTC του Μαρτίου 2022 ανακοίνωσε την αρχιτεκτονική Hopper GPU, μια σειρά καρτών γραφικών που η εταιρεία λέει ότι θα επιταχύνει τους τύπους αλγορίθμων που χρησιμοποιούνται συνήθως στην επιστήμη δεδομένων. Ονομάστηκε από την Grace Hopper, την πρωτοπόρο επιστήμονα υπολογιστών των ΗΠΑ, η νέα αρχιτεκτονική διαδέχεται την αρχιτεκτονική Ampere της Nvidia, η οποία κυκλοφόρησε πριν από περίπου δύο χρόνια. 

Η πρώτη κάρτα στη σειρά Hopper είναι η H100, που περιέχει 80 δισεκατομμύρια τρανζίστορ και ένα εξάρτημα που ονομάζεται Transformer Engine που έχει σχεδιαστεί για να επιταχύνει συγκεκριμένες κατηγορίες μοντέλων τεχνητής νοημοσύνης. Ένα άλλο αρχιτεκτονικό χαρακτηριστικό περιλαμβάνει την τεχνολογία MIG της Nvidia, η οποία επιτρέπει σε μια H100 να χωριστεί σε επτά μικρότερες, μεμονωμένες περιπτώσεις για να χειριστεί διαφορετικούς τύπους εργασιών. "Τα κέντρα δεδομένων γίνονται εργοστάσια τεχνητής νοημοσύνης -- επεξεργάζονται και βελτιώνουν μεγάλες ποσότητες δεδομένων για να παράγουν νοημοσύνη", δήλωσε ο ιδρυτής και διευθύνων σύμβουλος της Nvidia, Jensen Huang σε δελτίο τύπου. «Η Nvidia H100 είναι ο κινητήρας της παγκόσμιας υποδομής τεχνητής νοημοσύνης που χρησιμοποιούν οι επιχειρήσεις για να επιταχύνουν τις δραστηριότητές τους που βασίζονται στην τεχνητή νοημοσύνη».

Όπως έγινε ξεκάθαρο όταν η NVIDIA εξαγόρασε το Mellanox, η παροχή επαρκούς εύρους ζώνης για αυτά τα ισχυρά συστήματα για τη μεταφορά δεδομένων είναι ζωτικής σημασίας, και γι' αυτό με κάθε νέα γενιά enterprise GPU, φαίνεται να συνοδεύεται από ένα ενημερωμένο NVLink. Φέτος είναι το νέο NVLink Switch, ένα ειδικά κατασκευασμένο δίκτυο που μπορεί να περιλαμβάνει έως και 256 GPU και προσφέρει 9 φορές μεγαλύτερο εύρος ζώνης από το HDR Quantum InfiniBand της NVIDIA.

Τελευταίο, αλλά εξίσου σημαντικό, η GPU H100 φέρνει επίσης οδηγίες DPX, χρήσιμες για την επιτάχυνση εργασιών όπως η βελτιστοποίηση διαδρομής και τα genomics, έως και 40 φορές σε σύγκριση με τους CPU και 7 φορές σε σύγκριση με τις GPU της προηγούμενης γενιάς της NVIDIA. Μέρος αυτού περιλαμβάνει τον αλγόριθμο Floyd-Warshall που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εύρεση βέλτιστων διαδρομών για αυτόνομα ρομπότ σε περιβάλλον αποθήκης, καθώς και το Smith-Waterman, που χρησιμοποιείται για την ευθυγράμμιση αλληλουχιών στην ταξινόμηση πρωτεϊνών και την αναδίπλωση.

Το H100 είναι η πρώτη GPU της Nvidia που διαθέτει οδηγίες δυναμικού προγραμματισμού (DPX). Οι "οδηγίες" σε αυτό το πλαίσιο, αναφέρονται σε τμήματα κώδικα που περιέχουν βήματα που πρέπει να εκτελεστούν. Αναπτύχθηκε στη δεκαετία του 1950, ο δυναμικός προγραμματισμός είναι μια προσέγγιση για την επίλυση προβλημάτων χρησιμοποιώντας δύο βασικές τεχνικές: την αναδρομή και την απομνημόνευση. Η αναδρομή στον δυναμικό προγραμματισμό περιλαμβάνει τον διαχωρισμό ενός προβλήματος σε υποπροβλήματα, εξοικονομώντας ιδανικά χρόνο και υπολογιστική προσπάθεια. Στην απομνημόνευση, οι απαντήσεις σε αυτά τα υποπροβλήματα αποθηκεύονται έτσι ώστε να μην χρειάζεται να υπολογιστούν εκ νέου τα υποπροβλήματα όταν χρειάζονται αργότερα στο κύριο πρόβλημα. Ο δυναμικός προγραμματισμός χρησιμοποιείται για την εύρεση βέλτιστων διαδρομών για κινούμενες μηχανές (π.χ. ρομπότ), τον εξορθολογισμό των λειτουργιών σε σύνολα βάσεων δεδομένων, την ευθυγράμμιση μοναδικών αλληλουχιών DNA και πολλά άλλα.