ADOP带你了解：NVIDIA H100 GPU：揭开下一代 AI 和 HPC 背后的引擎_h100 osfp

由于人工智能（AI）、高性能计算（HPC）和大数据分析的复杂性，现有的计算资源已无法满足不断增长的市场需求。NVIDIA H100 GPU的出现，凭借其出色的工作负载处理能力，迅速掀起了市场热潮。阅读本文，了解 NVIDIA H100 GPU 互连解决方案如何帮助您实现性能改进和业务增长。

什么是 NVIDIA H100 GPU？

NVIDIA H100 GPU 是 DGX 系列的最新产品，旨在为高性能计算和数据中心应用提供强大的支持。H100 利用专为万亿参数语言模型量身定制的专用 Transformer 引擎来加速数十亿到数万亿的工作负载。这在人工智能和高性能计算的规模上实现了重大飞跃，为每个数据中心提供了前所未有的性能、可扩展性和安全性。它在 AI、HPC 和图形处理领域提供无与伦比的加速，解决了最具挑战性的计算问题。因此，它已成为许多超级计算数据中心的首选。

有关 H100 GPU 的更多信息，您可以阅读以下内容： NVIDIA DGX H100 简介

NVIDIA H100 GPU 与 A100 GPU

A100 是 H100 GPU 的前身，早在 2020 年就已经发布。它基于 7 纳米工艺构建，支持 AI 推理和训练。在性能方面，与A100相比，H100 GPU可以说是一个巨大的飞跃。

性能差异

与上一代A100相比，H100在高吞吐量和性能方面逐渐增强。众所周知，NVIDIA A100 GPU 在各种基准测试中都具有令人印象深刻的性能。在浮点运算方面，A100 为双精度 （FP64） 提供高达 19.5 TFLOPS （TFLOPS） 的浮点运算，为单精度 （FP32） 运算提供高达 39.5 TFLOPS 的浮点运算。NVIDIA H100 GPU 虽然没有提供双精度 （FP64） 和单精度 （FP32） 的特定 TFLOPS 值，但 H100 旨在显着提高计算吞吐量，这对于科学模拟和高性能计算应用中的数据分析至关重要。

在 AI 计算方面，A100 张量运算为 FP16 精度提供高达 312 TFLOPS，为张量浮点 32 （TF32） 运算提供高达 156 TFLOPS。第四代张量核心有望为 H100 带来显着的性能改进，使其成为极其强大的 AI 建模和深度学习工具。

设计功耗比较

除了基线性能的差异外，NVIDIA A100 GPU 和 NVIDIA H100 GPU 在散热设计和能效方面也存在差异。A100 GPU 配备 40 GB HBM2 内存、250W 的 TDP 和相对较低的功耗。H100 PCIe版本的TDP为350W，接近其A100 80GB PCIe版本的300W TDP。因此，A100 GPU 消耗的功率相对较少，需要更多的冷却系统来帮助散热。虽然在某些配置下，两者都可以达到高达 700w 的 TDP，但 H100 GPU 比 A100 GPU 更节能。H100 提高了效率，尤其是在人工智能和深度学习任务方面，可以更好地满足计算性能。

总体而言，NVIDIA H100 GPU的性能水平是A100的三倍，而成本仅高出1.5-2倍。因此，H100的性能更具吸引力。而从技术细节上看，与A100相比，H100的16位推理速度提升了约3.5倍，16位训练速度也提升了2.3倍。

如何使用NVIDIA H100 GPU完成互连？

通过以上内容了解了NVIDIA H100 GPU的优势后，下一步就是研究如何完成网络的H100连接。NVIDIA 通过 NVLink+NVSwitch 互连 GPU，绕过传统的 PCIe 总线，实现更高的带宽和更低的延迟。

NVSwitch 连接

NVIDIA 第三代 NVSwitch 和第四代 NVLink 技术为 NVIDIA H100 GPU 提供了比 A100 GPU 更高速的点对点互连解决方案。NVLink的主要目的是为GPU互联提供高速的点对点网络，并随着GPU架构的演进而发展。

在这种网络架构中，每个 H100 有 18 个 NVLink 连接，分为 4 组，每组连接 4 个 NVSwitches。这 4 个 NVSwitch 芯片共有 18 个 OSFP 接口，用于与 GPU 节点互联互通。每个 NVLink 连接的带宽为 50GB/s，相当于一个 OSFP 端口的带宽为 400Gb/s。DGX H100 服务器有 18 个 OSFP 端口，而 NVLink 交换机有 124 个 NVLink 和 32 个 OSFP 端口。对于包含 32 个 GPU 服务器的单个 SU，需要 18 个 NVLink 交换机进行互连。

RDMA-InfiniBand 连接

在 IB 网络架构中，单个 HGX H100 8-GPU 主板通过 8 个 PCIe Gen5x16 通道连接到 4 个 PCIe 交换机。GPU 节点之间的互连是通过 PCIe 交换机上的 8 个网络接口卡 （NIC） 实现的。这 8 个网卡通常使用 CX7 400G 网卡，并通过 400G IB 交换机互连。与之前的连接方案相比，InfiniBand连接方案实现了4×800G带宽。

RDMA-RoCE 连接

第三种连接解决方案是通过以太网TCP/IP协议的UDP层使用RoCE-V2（基于以太网的RDMA）。顾名思义，它利用以太网交换机，计算网络架构，以及与IB网络一致的数量。如下图所示。

用先进的H100解决方案赋能未来

探索 ADOP H100 InfiniBand 解决方案

ADOP H100 InfiniBand 解决方案是一种高性能网络技术，专为满足科学计算、人工智能（AI）和云数据中心的需求而设计。这项技术提供了以下几个关键优势：

• 高性能：NVIDIA Quantum InfiniBand 平台提供端到端的高性能网络，适用于处理高分辨率模拟、超大型数据集和高度并行的算法。
• 网络计算：InfiniBand 网络解决方案能够完全卸载网络计算，提供所需的性能提升，同时降低成本和复杂性。
• 高级管理功能：InfiniBand 交换机系统提供超高的性能和端口密度，以及如 NVIDIA Scalable Hierarchical Aggregation and Reduction Protocol (SHARP)™ 等创新功能。
• 软件支持：MLNX_OFED 和 NVIDIA HPC-X® 等软件套件利用 InfiniBand 网络计算和加速引擎来优化性能，助力科研和行业应用。

探索 ADOP H100 InfiniBand 解决方案，意味着您将能够利用这些先进的技术和功能，为您的数据中心带来前所未有的性能和效率。

ADOP H100 InfiniBand 解决方案的优势

ADOP H100 InfiniBand 解决方案提供了多项优势，特别适用于高性能计算（HPC）和人工智能（AI）领域的数据中心。以下是一些主要优势：

• 超低延迟和高带宽：H100架构通过InfiniBand交换机提供800Gbps的高带宽，确保了具有流控和CRC校验的无损传输。
• PicOS®操作系统：PicOS®提供了一个更具弹性、可编程和可扩展的网络操作系统（NOS），降低了总体拥有成本（TCO）。
• AmpCon™自动化管理平台：AmpCon™使数据中心运营商能够高效地配置、监控、管理和维护现代数据中心织物，实现更高的利用率并降低整体运营成本。
• 简化的GUI基础自动化：自动化交换机配置、部署和无错误配置的规模化。
• 网络虚拟化：使用开放解决方案支持灵活且可扩展的脊柱-叶子数组虚拟化架构。
• 网络可见性：通过SNMP和sFlow获得完整的网络可见性，而gNMI提供高效有效的开放遥测。

这些优势使得ADOP H100 InfiniBand 解决方案成为处理大规模数据和复杂计算任务的理想选择。

最后的想法

NVIDIA H100 GPU将进一步推动人工智能和大规模计算领域的创新，为未来的科研和工程领域带来巨大的性能提升和效率提升。更多以H100为核心的解决方案将不断完善和开发。

ADOP如何提供帮助

专注于高速网络系统的全球技术，我们为 HPC、数据中心、企业和电信解决方案提供高质量的产品和服务。ADOP 致力于提供量身定制的 H100 解决方案。如果您有兴趣，请随时联系ADOP官网。

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