NVLINK Switch ASICは、マルチGPUシステムに高帯域幅の低遅延相互接続ソリューションを提供することにより、NVLink 5.0のパフォーマンスを向上させる上で極めて重要な役割を果たします。パフォーマンスの向上にどのように貢献するかは次のとおりです。
##帯域幅とスケーラビリティの強化
- 高速相互接続：NVLink 5.0は、GPUあたり1.8 Tb/sの双方向帯域幅を提供し、各GPUはリンクあたり100 gB/sで最大18 nvlink接続をサポートします[1] [2]。 NVLink Switch ASICは、これらの接続を複数のGPUとノードに拡張し、ラック内およびラック間でシームレスな通信を可能にします。このセットアップは、最大576の完全に接続されたGPUをサポートし、大きなAIモデルを効率的に処理できる大規模な計算ファブリックを作成します[1] [2]。
- スケーラビリティ：NVLINKスイッチにより、GB200 NVL72などのサーバープラットフォームがGPU通信を大幅に拡大することができ、従来の8-GPUシステムよりも最大9倍のGPUをサポートします。このスケーラビリティは、GPU間の迅速なデータ交換が不可欠である数兆パラメーターモデルをトレーニングするために重要です[1] [2]。
##低レイテンシと効率的なデータ転送
- 直接GPUからGPUへの通信：NVLINKは、従来のCPU割り当てとスケジューリングメカニズムをバイパスし、GPU間の直接データ交換を可能にします。この設計により、データ転送の遅延が減少し、システム全体のスループットが強化されます[4]。
- シャーププロトコル統合：各NVLinkスイッチには、NVIDIAのスケーラブルな階層集計および還元プロトコル(Sharp)のエンジンが含まれています。 Sharpは、AIおよびHPCアプリケーションの高速集団タスク[1] [2]に重要な、ネットワークの削減とマルチキャスト操作を加速します。
##統一されたメモリプーリングと簡素化されたプログラミング
- 統一されたメモリ：NVLinkは、GPUに統一されたメモリプールを作成し、メモリをシームレスに共有できるようにします。この機能は、個別のメモリプール間の明示的なデータ転送の必要性を排除し、複雑さとオーバーヘッドを削減するため、大規模なモデルまたはデータセットに特に有益です[6]。
- 単純化されたプログラミングモデル：GPU間の直接的な高帯域幅接続を提供することにより、NVLinkはプログラミングモデルを簡素化します。開発者は、GPU間のデータ転送の複雑さを心配することなく、アプリケーションの最適化に集中できます[6]。
##電源効率とワットあたりのパフォーマンス
- 電力効率の向上：NVLinkの最適化されたデータ転送とレイテンシの削減は、従来のPCIEベースのシステムと比較してワットあたりのパフォーマンスの向上に貢献します。この効率は、エネルギー消費が重大な懸念事項である大規模なAIおよびHPCの展開に不可欠です[6]。
要約すると、NVLinkスイッチASICは、高帯域幅、低遅延接続を提供し、マルチGPUシステムを効率的にスケーリングし、最適化されたデータ処理のためにSharpのような高度なプロトコルを統合することにより、NVLink 5.0のパフォーマンスを向上させます。これらの機能により、NVLinkは高性能コンピューティングとAIアプリケーションの礎石になります。
引用：
[1] https://www.nvidia.com/en-us/data-center/nvlink/
[2] https://www.amax.com/fifth-generation-nvidia-nvlink/
[3] https://www.fibermall.com/blog/what-is-nvidia-nvlink.htm
[4] https://www.fibermall.com/blog/analysis-nv-switch.htm
[5] https://hardwarenation.com/resources/blog/nvidia-nvlink-5-0-Accelerating-multi-gpu-communication/
[6] https://www.atlantic.net/gpu-server-hosting/nvidia-nvlink-how-it-works-use-suse-and-critical-best-practics/
[7] https://www.fs.com/blog/fs-an-overview-of-nvidia-nvlink-2899.html
[8] https://massedcompute.com/faq-answers/?question=how+does+pcie+5.0+ compare+to+nvlink+ exterms++fur nvidia+gpu+performance%3f