NVIDIA Grace on yhtiön ensimmäisen Arm-prosessori palvelimiin (GTC 2021)

NVIDIAn toimitusjohtaja Jensen Huang on hukannut koronapandemian pyörteissä parturinsa puhelinnumeron, mutta tämä ei estänyt nahkatakkista miestä pitämästä GTC 2021:n keynote-esitystä keittiössään. Tapahtuma keskittyi tuttuun tapaan lähinnä tekoälyyn ja raskaaseen laskentaan, vaikka mukaan mahtui myös esimerkiksi esittelyvideo kehityksen alla olevista säteenseurantaa hyödyntävistä peleistä.

GTC 2021 -tapahtuman kenties merkittävin julkaisu oli Grace, NVIDIAn ensimmäinen Arm-arkkitehtuuriin perustuva palvelinprosessori. Arkkitehtuuri on nimetty Grace Hopperin mukaan, joka oli yksi ohjelmoinnin edelläkävijöistä 50-luvulla. Se paikkaa NVIDIAn tarjonnassa ammottavan aukon, sillä tähän asti se on joutunut turvautumaan kolmansien osapuolten prosessoreihin palvelinratkaisuissaan.

NVIDIAn näkemyksen mukaan datakeskuskäytössä x86-palvelinten suurin ongelma on käytössä oleva kaista prosessorin ja laskentapiirien välillä, sillä tämä estää prosessorin suuremman muistiavaruuden hyödyntämisen tehokkaasti. Yhtiön mukaan PCI Express 4.0:n kaista on yksinkertaisesti riittämätön, eikä yksikään x86-prosessori tue sen NVLink-väylää. Dioissa esitellyssä konfiguraatiossa oli käytössä neljä Grace-prosessoria LPDDR5x-muistilla ja neljä laskentapiiriä HBM2e-muistilla. Siinä missä x86-prosessoreilla järjestelmämuistista laskentapiireille on kaistaa parhaimmillaan 64 Gt/s, yltää neljän Gracen järjestelmä peräti 2000 Gt/s:n kaistaan samalla välillä.

Grace perustuu Armin seuraavan sukupolven Neoverse-palvelinytimiin. Itse ytimistä ei tiedetä vielä paljoakaan, mutta aikataulun huomioiden kyse on todennäköisimmin Armv9-ytimistä. NVIDIAn diat ovat sen verran korkean tason kuvauksia järjestelmästä, että ainakin toistaiseksi jää epäselväksi onko yhtiön lupaama yli 500 Gt/s:n muistikaista prosessoreiden ja muistien välillä kaikkien neljän prosessorin yhteenlaskettu kaista, vai onko jokaisella prosessorilla yli 500 Gt/s muistikaistaa.

Jokainen Grace-prosessori tarjoaa yli 300 SPECint-pistettä ja siihen perustuva DGX-laskentanoodi yli 2400 pistettä, kun nykyinen DGX-laskentanoodi nettoaa 450 pistettä. Keynotessa ei paljastettu montako ydintä kussakin Grace-prosessorissa on, mutta mikäli taiteilijan näkemykseen perustuva kuva antaa mitään viitteitä, näyttäisi 80 ydintä hyvin todennäköiseltä. Kunkin prosessorin kanssa samalle piirilevylle on sovitettu kahdeksan LPDDR5X-muistipiiriä ja A100-laskentapiiri, mutta A100 on todennäköisemmin vain osoittamassa tulevan sukupolven laskentapiirin paikkaa piirilevyllä. Grace-prosessorit julkaistaan myyntiin 2023.

NVIDIAn Grace-prosessorit ja seuraavan sukupolven laskentapiirit otetaan ensimmäisenä käyttöön Sveitsin kansallisen supertietokonekeskuksen (SCSC) uudessa Alps-supertietokoneessa sekä Yhdysvaltain Los Alamos National Laboratoryn toistaiseksi nimeämättömässä supertietokoneessa. SCSC:n Alps tulee tarjoamaan peräti 20 exaFLOPSin edestä tehoa tekoälylaskentaan. Supertietokoneissa suorituskykyä on mitattu perinteisesti FP64-tarkkuudella, mutta puhdas suorituskyky ja viittaus nimenomaan tekoälylaskentaan kertoo, että Alpsin suorituskyky saavutetaan matalammilla laskentatarkkuuksilla. Los Alamosin supertietokoneen suorituskykylukemia ei paljastettu tässä vaiheessa. Molemmat supertietokoneet toteutetaan HPE:n toimesta ja ne hyödyntävät sen Cray Ex -palvelinalustaa. Itse prosessoreiden tapaan myös supertietokoneet tulevat käyttöön vuonna 2023.

NVIDIA ilmoitti myös aloittaneensa yhteistyön useiden yritysten kanssa tuodakseen laskentapiirinsä ja näytönohjaimensa uusien markkinoiden saataville. Jatkossa Amazonin Graviton-prosessoreiden rinnalla voidaan nähdä NVIDIAn tarkemmin määrittelemättömiä grafiikkapiirejä, kun Amperen Altran pariksi on sovitettu A100-laskentapiirit ja BlueField-2 DPU:t ja Marvellin Ocetonin pariksi T4-laskentapiirit. Myös MediaTek saa osansa NVIDIAn tarjonnasta, sillä sen kannettaviin suunnattujen MT819x-järjestelmäpiirien pariksi voidaan naittaa RTX 30 -sarjan näytönohjaimia.

Lähde: NVIDIA