引言

NVIDIA NVLink 是一種關(guān)鍵的高速互連技術(shù)，專為加速計(jì)算而設(shè)計(jì)，尤其是在多 GPU 系統(tǒng)以及 GPU 和支持 CPU 之間 。NVLink 的出現(xiàn)標(biāo)志著傳統(tǒng)互連瓶頸的突破，凸顯了現(xiàn)代計(jì)算工作負(fù)載日益增長的需求。與通用性 PCIe 相比，NVLink 專為滿足高性能計(jì)算和人工智能領(lǐng)域中緊密耦合的 GPU 所需的大規(guī)模數(shù)據(jù)交換而設(shè)計(jì)。這項(xiàng)技術(shù)對(duì)于充分發(fā)揮百億億次級(jí)計(jì)算的潛力以及訓(xùn)練萬億參數(shù)人工智能模型至關(guān)重要 。本深度分析報(bào)告旨在全面探討 NVIDIA NVLink，涵蓋其定義、演進(jìn)、技術(shù)規(guī)格、應(yīng)用和未來趨勢(shì)。

NVIDIA NVLink 的基本原理

NVLink 是 NVIDIA 開發(fā)的一種專有的、基于導(dǎo)線的串行多通道近距離通信鏈路 。它能夠促進(jìn)跨多個(gè) NVIDIA GPU 和支持 CPU 的連貫數(shù)據(jù)和控制傳輸 。NVLink 采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接和高速信令互連 (NVHS) 。NVLink 的專有性質(zhì)使得 NVIDIA 能夠針對(duì)其 GPU 架構(gòu)對(duì)其進(jìn)行專門定制，從而實(shí)現(xiàn)開放標(biāo)準(zhǔn)可能無法實(shí)現(xiàn)的優(yōu)化。然而，這也使得用戶對(duì) NVIDIA 的生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生了一定的依賴性。

與傳統(tǒng)的互連技術(shù)（如 PCI Express (PCIe)）相比，NVLink 具有顯著的優(yōu)勢(shì) 。例如，第五代 NVLink 提供的帶寬是 PCIe Gen5 的 14 倍以上 。NVLink 由于采用直接 GPU 到 GPU 的通信路徑，減少了 PCIe 交換機(jī)和 CPU 參與所帶來的開銷，因此具有更低的延遲 。此外，NVLink 在 GPU 到 GPU 通信中采用網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，而不是像 PCIe 那樣的中央集線器 。帶寬和延遲方面的巨大優(yōu)勢(shì)使得 NVLink 成為需要快速數(shù)據(jù)交換的苛刻多 GPU 工作負(fù)載的首選互連技術(shù)。與作為通用互連的 PCIe 相比，NVLink 的設(shè)計(jì)針對(duì)直接 GPU 到 GPU 通信進(jìn)行了優(yōu)化，繞過了這些瓶頸，從而在并行處理任務(wù)中實(shí)現(xiàn)了顯著的性能提升。

NVLink 在實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)和控制傳輸方面具有以下關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)：它促進(jìn)了 GPU 之間更快的數(shù)據(jù)傳輸，從而加速了并行計(jì)算環(huán)境中的處理速度 。NVLink 還使 GPU 能夠共享內(nèi)存，從而創(chuàng)建一個(gè)統(tǒng)一的內(nèi)存池，以更有效地利用資源 。值得注意的是，NVLink 本身并不直接進(jìn)行內(nèi)存池化，而是為應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)此功能提供了必要的高速連接 。此外，NVLink 減少了 CPU 在 GPU 到 GPU 通信中的干預(yù)需求，進(jìn)一步降低了延遲 與 PCIe Gen5 相比，NVLink 還具有更好的能源效率 。

各代產(chǎn)品的演進(jìn)和技術(shù)規(guī)格

NVLink 經(jīng)歷了多次迭代，每一代都帶來了顯著的改進(jìn)，以滿足加速計(jì)算不斷增長的需求 。

• NVLink 1.0 (2014 年發(fā)布，在 Pascal P100 中實(shí)現(xiàn)): 每個(gè)差分對(duì)的信令速率為 20 GT/s 。每個(gè)鏈路在每個(gè)方向上有 8 個(gè)差分對(duì)（每個(gè)鏈路總共 32 根導(dǎo)線）每個(gè)鏈路的單向速率為 20 GB/s，雙向帶寬為 40 GB/s 。P100 芯片每個(gè)有 4 個(gè)鏈路 ，總雙向帶寬為 160 GB/s 。它支持 NVIDIA Pascal 架構(gòu) ，并且首個(gè)原生支持的 CPU 是 IBM POWER8+。NVLink 1.0 在帶寬方面比 PCIe 3.0 有了顯著提升，專門為早期 GPGPU 計(jì)算和 AI 加速的需求而設(shè)計(jì)。與 IBM 的合作凸顯了其最初對(duì)高性能服務(wù)器環(huán)境的關(guān)注。PCIe 3.0 的局限性在利用 GPU 并行處理能力的應(yīng)用程序中日益明顯。NVLink 1.0 提供了一條專用的高帶寬通道，從而在多 GPU 配置中實(shí)現(xiàn)了更高的效率，尤其是在 GPU 和 CPU 需要快速交換大型數(shù)據(jù)集的系統(tǒng)中。
• NVLink 2.0 (2017 年隨 Volta V100 推出): 每個(gè)差分對(duì)的信令速率為 25 GT/s 。每個(gè)鏈路在每個(gè)方向上有 8 個(gè)差分對(duì) 。每個(gè)鏈路的單向速率為 25 GB/s ，雙向帶寬為 50 GB/s 。V100 芯片每個(gè)有 6 個(gè)鏈路，總雙向帶寬為 300 GB/s 。它支持 NVIDIA Volta 架構(gòu) ，并引入了緩存一致性支持 。為了實(shí)現(xiàn)八個(gè) GPU 之間的完全互連，還引入了首代 NVSwitch 。NVLink 2.0 將其前代的帶寬翻了一番，并增加了緩存一致性等關(guān)鍵特性，進(jìn)一步提高了復(fù)雜工作負(fù)載下多 GPU 系統(tǒng)的效率。NVSwitch 的引入標(biāo)志著向可擴(kuò)展 GPU 集群邁出了重要一步。V100 每個(gè) GPU 的鏈路數(shù)量增加以及 NVSwitch 的引入，使得更復(fù)雜、性能更高的多 GPU 配置成為可能。緩存一致性通過確保跨 GPU 內(nèi)存的數(shù)據(jù)一致性簡化了編程，從而更容易開發(fā)并行應(yīng)用程序。
• NVLink 3.0 (2020 年隨 Ampere A100 推出): 每個(gè)差分對(duì)的信令速率為 50 GT/s 。每個(gè)鏈路在每個(gè)方向上有 4 個(gè)差分對(duì) 。每個(gè)鏈路的單向速率為 25 GB/s，雙向帶寬為 50 GB/s。A100 芯片每個(gè)有 12 個(gè)鏈路，總雙向帶寬為 600 GB/s 。它支持 NVIDIA Ampere 架構(gòu) ，并將 NVSwitch 端口增加到 36 個(gè) 。NVLink 3.0 保持了每個(gè)鏈路的帶寬，但顯著增加了每個(gè) GPU 的鏈路數(shù)量，從而實(shí)現(xiàn)了總帶寬的巨大飛躍。這一代對(duì)于處理日益復(fù)雜的人工智能模型至關(guān)重要。A100 上每個(gè) GPU 的鏈路數(shù)量翻倍為訓(xùn)練更大、更復(fù)雜的人工智能模型提供了必要的互連帶寬。NVSwitch 上端口數(shù)量的增加進(jìn)一步增強(qiáng)了多 GPU 系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。
• NVLink 4.0 (2022 年隨 Hopper H100 推出): 每個(gè)差分對(duì)的信令速率為 100 GT/s（使用 PAM4 調(diào)制）。每個(gè)鏈路在每個(gè)方向上有 2 個(gè)差分對(duì) 。每個(gè)鏈路的單向速率為 25 GB/s ，雙向帶寬為 50 GB/s 。H100 芯片每個(gè)有 18 個(gè)鏈路 ，總雙向帶寬為 900 GB/s 。它支持 NVIDIA Hopper 和 NVIDIA Grace CPU 架構(gòu) 。NVSwitch 升級(jí)到第三代，具有 64 個(gè)端口并集成了 SHARP 協(xié)議 。NVLink 4.0 顯著提高了每個(gè)通道的信令速率，盡管每個(gè)鏈路的通道數(shù)量少于早期版本，但仍實(shí)現(xiàn)了更高的整體帶寬。NVSwitch 中 SHARP 的集成進(jìn)一步優(yōu)化了 HPC 和 AI 的集體操作。然而，實(shí)際性能測(cè)量有時(shí)會(huì)低于理論值 。轉(zhuǎn)向 PAM4 調(diào)制允許在相同的物理鏈路上實(shí)現(xiàn)更高的數(shù)據(jù)速率。SHARP（可擴(kuò)展分層聚合和歸約協(xié)議）直接集成到 NVSwitch 硬件中，加速了并行計(jì)算中常見的通信模式，從而降低了延遲并提高了效率。理論帶寬和實(shí)測(cè)帶寬之間的差異表明實(shí)際部署中可能存在開銷或限制。
• NVLink 5.0 (2024 年隨 Blackwell GB200 推出): 每個(gè)子鏈路的傳輸速率為 200Gbps，每個(gè)端口包含四個(gè)差分信號(hào)線對(duì) 。每個(gè)鏈路的單向速率為 100 GB/s ，雙向帶寬為 200 GB/s。B200 芯片每個(gè)有 18 個(gè)鏈路 ，總雙向帶寬為 1.8 TB/s 。它支持 NVIDIA Blackwell 架構(gòu) 。NVLink 5 Switch 具有 144 個(gè)端口，無阻塞交換容量為 14.4 TB/s 。在 GB300 NVL72 系統(tǒng)中支持 72 個(gè) GPU 的 NVLink 域 。NVLink 5.0 代表了互連帶寬的重大飛躍，與上一代相比，每個(gè) GPU 的帶寬翻了一番。這一進(jìn)步對(duì)于處理未來 AI 模型的巨大計(jì)算需求至關(guān)重要。新的交換機(jī)架構(gòu)實(shí)現(xiàn)的 NVLink 域的擴(kuò)展規(guī)模，使得在單個(gè)系統(tǒng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)前所未有的并行處理水平成為可能。NVIDIA 的帶寬計(jì)算和術(shù)語（SubLink/Port/Lane）存在一些模糊之處 。帶寬的持續(xù)增長反映了 AI 和 HPC 對(duì)更快數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o盡需求。在單個(gè)高帶寬域中連接更多 GPU 的能力，使得更高效的模型并行和分布式計(jì)算成為可能。NVIDIA 術(shù)語的澄清需求表明，理解和充分利用 NVLink 5.0 的全部功能可能存在復(fù)雜性。

NVLink 各代規(guī)格總結(jié)

NVLink Switch 的作用

NVLink Switch 是一種物理芯片（類似于交換機(jī) ASIC），它通過高速 NVLink 接口連接多個(gè) GPU 。它提高了服務(wù)器內(nèi)部和機(jī)架之間的通信和帶寬 ，并支持以全 NVLink 速度進(jìn)行所有 GPU 之間的通信。NVLink Switch 對(duì)于將 NVLink 擴(kuò)展到少量直接連接的 GPU 之外至關(guān)重要，它使得創(chuàng)建大型統(tǒng)一的 GPU 計(jì)算資源成為可能。如果沒有交換機(jī)，可以直接相互通信的 GPU 數(shù)量會(huì)受到每個(gè) GPU 上 NVLink 端口數(shù)量的限制。NVLink Switch 充當(dāng)中央樞紐，允許系統(tǒng)中的任何 GPU 以高速與任何其他 GPU 通信，從而克服了這一限制并實(shí)現(xiàn)了更大更強(qiáng)大的系統(tǒng)。

不同代的 NVSwitch 具有不同的功能：NVSwitch 1.0（隨 Volta V100 推出）具有 18 個(gè)端口，每個(gè)端口 50 GB/s 的帶寬，總帶寬為 900 GB/s ；NVSwitch 2.0（隨 Ampere A100 推出）具有 36 個(gè)端口，每個(gè)端口 50 GB/s 的帶寬 ；NVSwitch 3.0（隨 Hopper H100 推出）具有 64 個(gè) NVLink4 端口，雙向帶寬為 3.2 TB/s，并集成了 SHARP 協(xié)議 ；NVLink 5 Switch（隨 Blackwell GB200 推出）具有 144 個(gè) NVLink 端口，無阻塞交換容量為 14.4 TB/s 。每一代 NVSwitch 都顯著增加了端口數(shù)量和整體交換容量，這與 NVLink 帶寬的進(jìn)步以及對(duì)更大型多 GPU 系統(tǒng)的需求直接相關(guān)。SHARP 等特性的集成凸顯了這些互連結(jié)構(gòu)日益增長的復(fù)雜性。

NVLink Switch 對(duì)大規(guī)模部署中的帶寬和延遲產(chǎn)生了重大影響 。它使得在服務(wù)器內(nèi)部和服務(wù)器之間創(chuàng)建 NVLink 網(wǎng)絡(luò)成為可能，從而形成了數(shù)據(jù)中心規(guī)模的 GPU 。通過 SHARP 等特性，它為集體操作提供了高帶寬和低延遲 。NVLink Switch 對(duì)于快速多 GPU 推理至關(guān)重要，尤其對(duì)于大型語言模型，它提供了高互連帶寬并實(shí)現(xiàn)了高效的數(shù)據(jù)交換 。NVLink Switch 是 NVLink 可擴(kuò)展性的關(guān)鍵推動(dòng)因素，使其能夠擴(kuò)展到單個(gè)服務(wù)器之外，形成對(duì)于應(yīng)對(duì)最苛刻計(jì)算挑戰(zhàn)至關(guān)重要的大規(guī)模互連 GPU 集群。通過提供高速低延遲的交換結(jié)構(gòu)，NVLink Switch 允許聚合來自多個(gè)服務(wù)器的 GPU 的計(jì)算能力。這種能力對(duì)于實(shí)現(xiàn)百億億次級(jí)計(jì)算所需的性能以及訓(xùn)練和部署極其龐大的人工智能模型至關(guān)重要。

NVIDIA NVLink 的應(yīng)用

NVIDIA NVLink 在各種領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用：

• 高性能計(jì)算 (HPC) : 通過實(shí)現(xiàn)大規(guī)模并行處理，加速科學(xué)模擬、天氣預(yù)報(bào)和流體動(dòng)力學(xué)等計(jì)算密集型任務(wù) 。它允許研究人員使用更大、更復(fù)雜的應(yīng)用程序來解決復(fù)雜問題 ，并且對(duì)于實(shí)現(xiàn)百億億次級(jí)計(jì)算性能至關(guān)重要 。NVLink 已成為現(xiàn)代超級(jí)計(jì)算機(jī)中不可或缺的組成部分，通過其處理極其苛刻計(jì)算工作負(fù)載的能力，使研究人員能夠突破科學(xué)發(fā)現(xiàn)的界限。NVLink 的高帶寬和低延遲使得構(gòu)成現(xiàn)代超級(jí)計(jì)算機(jī)的數(shù)千個(gè) GPU 之間能夠進(jìn)行高效的通信和數(shù)據(jù)共享。這使得科學(xué)家能夠以前所未有的規(guī)模運(yùn)行模擬和處理數(shù)據(jù)，從而在各個(gè)科學(xué)領(lǐng)域取得突破。
• 人工智能 (AI) 和深度學(xué)習(xí) : 通過實(shí)現(xiàn)高效的多 GPU 處理和內(nèi)存共享，對(duì)于加速大型語言模型 (LLM) 和萬億參數(shù)模型的訓(xùn)練至關(guān)重要 。它縮短了訓(xùn)練時(shí)間并提高了 AI 算法的可擴(kuò)展，并且對(duì)于大型模型的實(shí)時(shí)、經(jīng)濟(jì)高效的推理至關(guān)重要。NVLink 還驅(qū)動(dòng)著 AI 代理并支持高級(jí) AI 應(yīng)用程序的開發(fā) 。NVLink 是當(dāng)前 AI 革命的基礎(chǔ)技術(shù)，它使得開發(fā)和部署日益強(qiáng)大和復(fù)雜的人工智能模型成為可能，這些模型正在改變各個(gè)行業(yè)。現(xiàn)代 AI 模型的大規(guī)模數(shù)據(jù)集和計(jì)算需求需要像 NVLink 這樣的高帶寬、低延遲互連。沒有它，訓(xùn)練這些模型將非常緩慢且成本高昂。NVLink 高效連接和協(xié)調(diào)多個(gè) GPU 的能力對(duì)于推進(jìn) AI 的最新技術(shù)至關(guān)重要。
• 數(shù)據(jù)中心 : 支持為苛刻的工作負(fù)載創(chuàng)建高性能計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施 。它促進(jìn)了 GPU 資源的高效擴(kuò)展，以滿足大規(guī)模工作負(fù)載的需求 。NVLink 用于 NVIDIA DGX 和 HGX 系列服務(wù)器，這些服務(wù)器對(duì)于數(shù)據(jù)中心中的 AI 和 HPC 部署至關(guān)重要 ^5^。NVLink 是專為加速計(jì)算而設(shè)計(jì)的現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施的基石，它使組織能夠處理 AI、數(shù)據(jù)分析和科學(xué)研究中不斷增長的計(jì)算能力需求。數(shù)據(jù)中心正處于部署高性能計(jì)算資源的最前沿。NVLink 提供了必要互連技術(shù)，以在這些數(shù)據(jù)中心內(nèi)構(gòu)建可擴(kuò)展且高效的 GPU 集群，從而支持廣泛的苛刻應(yīng)用程序和服務(wù)。
• 其他相關(guān)應(yīng)用：
  • 渲染和可視化 : 支持 GPU 內(nèi)存池化，用于渲染大型復(fù)雜場(chǎng)景。
  • 數(shù)據(jù)分析和大數(shù)據(jù) : 加速處理海量數(shù)據(jù) 。
  • 虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí): 支持沉浸式體驗(yàn)所需的高帶寬和低延遲。
  • 自動(dòng)駕駛汽車 : 促進(jìn)自動(dòng)駕駛汽車 AI 算法的訓(xùn)練。
  • 機(jī)器人技術(shù) : 支持智能機(jī)器人的開發(fā)和訓(xùn)練。

NVLink-C2C (芯片到芯片互連)

NVLink-C2C 是 NVLink 技術(shù)的擴(kuò)展，用于在單個(gè)封裝內(nèi)或跨多個(gè)封裝的芯片之間進(jìn)行連貫互連 。它使用小芯片技術(shù)將 NVIDIA GPU、DPU 和 CPU（如 Grace）與定制硅連接起來 。NVLink-C2C 用于 NVIDIA Grace Hopper Superchip 和 Grace CPU Superchip ，也用于 NVIDIA GB200 Superchip，將 Blackwell GPU 和 Grace CPU 結(jié)合在一起 。NVLink-C2C 代表了 NVIDIA 互連策略的進(jìn)一步發(fā)展，它實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)中不同處理單元之間更緊密的集成，以最大限度地提高性能和效率。隨著工作負(fù)載變得更加異構(gòu)，需要 CPU、GPU 和 DPU 的組合優(yōu)勢(shì)，芯片級(jí)的高帶寬、低延遲互連變得至關(guān)重要。NVLink-C2C 促進(jìn)了這種緊密耦合，允許不同類型處理器之間進(jìn)行連貫的內(nèi)存訪問和更快的通信。

NVLink-C2C 的優(yōu)勢(shì)包括：用于連貫數(shù)據(jù)傳輸?shù)母邘?；用于快速同步和對(duì)共享數(shù)據(jù)進(jìn)行高頻更新的低延遲 ；與 NVIDIA 芯片上的 PCIe 相比，具有更高的能源和面積效率；支持 Arm 的 AMBA CHI 和 Compute Express Link (CXL) 等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，以實(shí)現(xiàn)互操作性 。NVLink-C2C 不僅提高了性能，而且還關(guān)注功耗和面積效率，這對(duì)于構(gòu)建高密度、節(jié)能的計(jì)算系統(tǒng)至關(guān)重要。對(duì)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的支持表明，在異構(gòu)計(jì)算環(huán)境中，NVIDIA 的技術(shù)正朝著更大的互操作性發(fā)展。通過優(yōu)化芯片到芯片的互連，NVIDIA 可以創(chuàng)建更強(qiáng)大、更高效的集成處理器。提高的能源和面積效率允許在相同的空間內(nèi)封裝更多的計(jì)算能力，同時(shí)降低功耗。支持行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)確保 NVIDIA 的技術(shù)可以與系統(tǒng)中的其他組件無縫協(xié)作。

NVLink 與其他互連技術(shù)的比較

NVLink 與 PCIe 之間的詳細(xì)比較 ：重申“基本原理”部分討論的帶寬、延遲、可擴(kuò)展性和設(shè)計(jì)目標(biāo)方面的關(guān)鍵差異。強(qiáng)調(diào) NVLink 針對(duì) GPU 到 GPU 和 GPU 到 CPU（在特定架構(gòu)中）的通信進(jìn)行了優(yōu)化，而 PCIe 是一種更通用的接口，用于連接各種外圍設(shè)備 。NVLink 和 PCIe 之間的選擇在很大程度上取決于具體的應(yīng)用需求。對(duì)于多 GPU 加速計(jì)算，NVLink 提供了顯著的優(yōu)勢(shì)，而 PCIe 仍然是更廣泛系統(tǒng)連接的標(biāo)準(zhǔn)。理解每種互連技術(shù)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)對(duì)于系統(tǒng)架構(gòu)師至關(guān)重要。NVLink 的高帶寬和低延遲使其非常適合緊密耦合的 GPU 工作負(fù)載，而 PCIe 的多功能性和廣泛采用使其適用于更廣泛的應(yīng)用。

討論 NVLink 相對(duì)于其他高速互連技術(shù)（如 InfiniBand）的地位 ：InfiniBand 是一種用于 HPC 和數(shù)據(jù)中心的開放標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，為互連計(jì)算節(jié)點(diǎn)和 I/O 設(shè)備提供高帶寬和低延遲。NVLink 主要用于服務(wù)器內(nèi)部的多 GPU 通信，而 InfiniBand 用于構(gòu)建大規(guī)模集群的節(jié)點(diǎn)間通信 。利用 NVSwitch 的 NVLink 網(wǎng)絡(luò)可以將 NVLink 連接擴(kuò)展到節(jié)點(diǎn)之間，模糊了服務(wù)器內(nèi)部和服務(wù)器之間通信的界限 。通常，在大型系統(tǒng)中采用混合方法，使用 NVLink 進(jìn)行機(jī)架內(nèi) GPU 通信，而使用 InfiniBand（或基于以太網(wǎng)的 RoCE）進(jìn)行機(jī)架間。雖然 NVLink 和 InfiniBand 都解決了對(duì)高速低延遲互連的需求，但它們是為不同的規(guī)模和目的而設(shè)計(jì)的。NVLink 在緊密耦合服務(wù)器內(nèi)部的 GPU 方面表現(xiàn)出色，而 InfiniBand 更適合構(gòu)建大型分布式計(jì)算環(huán)境。然而，NVIDIA 在 NVLink 網(wǎng)絡(luò)方面的進(jìn)步正在擴(kuò)大其覆蓋范圍。對(duì)于需要單個(gè)服務(wù)器內(nèi)大規(guī)模并行處理的應(yīng)用，NVLink 提供了最有效的解決方案。對(duì)于擴(kuò)展到數(shù)百或數(shù)千個(gè)節(jié)點(diǎn)，InfiniBand 提供了一種成熟且廣泛采用的技術(shù)。NVLink 網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)表明了 NVIDIA 旨在提供跨不同規(guī)模的更統(tǒng)一的互連解決方案。

未來趨勢(shì)與分析

NVLink 將繼續(xù)發(fā)展，具有更高的帶寬能力（例如，NVLink 5.0 及更高版本），以滿足 AI 和 HPC 不斷增長的需求 。預(yù)計(jì) Vera Rubin 等未來幾代產(chǎn)品將進(jìn)一步提高 NVLink 的速度 。NVSwitch 技術(shù)的進(jìn)步將帶來更大的可擴(kuò)展性選項(xiàng)，從而實(shí)現(xiàn)包含數(shù)百甚至數(shù)千個(gè) GPU 的更大 NVLink 域 。NVLink Switch 有望在單個(gè) NVLink 域中擴(kuò)展到 576 個(gè) GPU 。它還可能與 CXL 等其他互連技術(shù)融合或集成，以支持異構(gòu)計(jì)算架構(gòu) 。未來的 NVLink 設(shè)計(jì)將側(cè)重于提高能源效率和降低功耗 。NVLink 在 AI 領(lǐng)域具有戰(zhàn)略重要性，并在維持 NVIDIA 的競(jìng)爭優(yōu)勢(shì)方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用 。NVLink 的未來與 GPU 技術(shù)的進(jìn)步以及 AI 和 HPC 不斷變化的需求緊密相關(guān)。我們可以預(yù)期在更高的帶寬、更大的可擴(kuò)展性和更高的效率方面將持續(xù)推進(jìn)，并可能與其他互連標(biāo)準(zhǔn)更緊密地集成，以創(chuàng)建更通用、更強(qiáng)大的計(jì)算平臺(tái)。隨著 AI 模型規(guī)模和復(fù)雜性的增長，以及 HPC 工作負(fù)載需要越來越高的計(jì)算能力，對(duì)更快、更可擴(kuò)展的互連的需求只會(huì)增加。NVIDIA 對(duì) NVLink 和 NVSwitch 的持續(xù)投資表明了其致力于解決這些挑戰(zhàn)并保持其在加速計(jì)算市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)地位的決心。與 CXL 等技術(shù)的潛在集成表明，未來不同類型的處理器和內(nèi)存可以更無縫、更高效地互連。

結(jié)論

NVIDIA NVLink 的主要優(yōu)勢(shì)在于其高帶寬、低延遲和可擴(kuò)展性，這使其成為加速計(jì)算的關(guān)鍵技術(shù)。它在高性能計(jì)算、人工智能和數(shù)據(jù)科學(xué)領(lǐng)域的突破性進(jìn)展中具有重要意義。NVLink 在提升現(xiàn)代計(jì)算系統(tǒng)的能力方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，并將繼續(xù)發(fā)展以應(yīng)對(duì)未來計(jì)算挑戰(zhàn)的需求。