Amazon Web Services (AWS) и NVIDIA объявили о расширении сотрудничества, в рамках которого ускорители GB200 и B100 вскоре появятся в облаке AWS. Кроме того, компании объявили об интеграции Amazon SageMaker с NVIDIA NIM для предоставления клиентам более быстрого и дешёвого инференса, о появлении в AWS HealthOmics новых базовых моделей NVIDIA BioNeMo, а также о поддержке AWS обновлённой платформы NVIDIA AI Enterprise.

Сотрудничество двух компаний позволило объединить в единую инфраструктуру их новейшие технологии, в том числе многоузловые системы на базе чипов NVIDIA Blackwell, ПО для ИИ, AWS Nitro, сервис управления ключами AWS Key Management Service (AWS KMS), сетевые адаптеры Elastic Fabric (EFA) и кластеры EC2 UltraCluster. Предложенная инфраструктура и инструменты позволят клиентам создавать и запускать LLM с несколькими триллионами параметров быстрее, в больших масштабах и с меньшими затратами, чем позволяли EC2-инстансы с ускорителями NVIDIA прошлого поколения.

AWS предложит кластеры EC2 UltraClusters из суперускорителей GB200 NVL72, которые позволят объединить тысячи чипов GB200. GB200 будут доступны и в составе инстансов NVIDIA DGX Cloud. AWS также предложит EC2 UltraClusters с ускорителями B100. Amazon отмечает, что сочетание AWS Nitro и NVIDIA GB200 ещё больше повысит защиту ИИ-моделей: GB200 обеспечивает шифрование NVLink, EFA шифрует данные при передаче между узлами кластера, а KMS позволяет централизованно управлять ключами шифрования.

Источник изображения: NVIDIA

Аппаратный гипервизор AWS Nitro, как и прежде, разгружает CPU узлов, беря на себя обработку IO-операций, а также защищает код и данные во время работы с ними. Эта возможность, доступная только в сервисах AWS, была проверена и подтверждена NCC Group. Инстансы с GB200 поддерживают анклавы AWS Nitro Enclaves, что позволяет напрямую взаимодействовать с ускорителем и данными в изолированной и защищённой среде, доступа к которой нет даже у сотрудников Amazon.

Источник изображения: NVIDIA

Чипы Blackwell будут использоваться в обновлённом облачном суперкомпьютере AWS Project Ceiba, который будет использоваться NVIDIA для исследований и разработок в области LLM, генерация изображений/видео/3D, моделирования, цифровой биологии, робототехники, беспилотных авто, предсказания климата и т.д. Эта первая в своём роде машина на базе GB200 NVL72 будет состоять из 20 736 суперчипов GB200, причём каждый из них получит 800-Гбит/с EFA-подключение. Пиковая FP8-производительность системы составит 414 Эфлопс.

Компания Samsung Electronics, по сообщению Bloomberg, сформировала лабораторию, специалистам которой предстоит заняться разработкой чипов следующего поколения для ИИ-приложений. Новое подразделение получило название Samsung Semiconductor AGI Computing Lab: его офисы будут располагаться в Южной Корее и США.

Главной задачей лаборатории является проектирование полупроводниковых чипов, способных справляться с высокими вычислительными нагрузками, связанными с развитием так называемого «общего искусственного интеллекта» (Artificial General Intelligence, AGI). Речь идёт о системах, которые по возможностям смогут как минимум не уступать человеческому мозгу, а, возможно, и превосходить его.

Источник изображения: pixabay.com

Современные ИИ-модели функционируют в рамках набора данных, на которых производилось обучение. Концепция AGI, в свою очередь, предполагает, что ИИ-система может выполнять задачи, для которых она изначально не обучалась. Такие модели должны обладать достаточной степенью самосознания и способностью осваивать новые навыки без вмешательства человека. Иными словами, AGI — это универсальный ИИ, способный решать сложные задачи, применяя обобщенные когнитивные способности. Фактически такая нейросеть может стать полноценной альтернативой человеческому мозгу.

Однако для поддержания работы AGI потребуются чипы нового поколения, обладающие необходимой производительностью при сравнительно небольшом энергопотреблении. Для достижения таких характеристик Samsung планирует переосмыслить все аспекты архитектуры процессоров, включая память, интерконнект и даже упаковку.

На первом этапе новая лаборатория сосредоточится на разработке чипов для больших языковых моделей (LLM) с упором на инференс. Руководителем Samsung Semiconductor AGI Computing Lab назначен Дон Хёк Ву (Dong Hyuk Wu), который ранее занимал должность старшего инженера-программиста Google.

Компания NVIDIA представила микросервис NIM, входящий в платформу NVIDIA AI Enterprise 5.0 и предназначенный для оптимизации запуска различных популярных моделей ИИ от NVIDIA и её партнёров. NVIDIA NIM позволяет развёртывать ИИ-модели в различных инфраструктурах: от локальных рабочих станций до облаков.

Предварительно созданные контейнеры и Helm Chart'ы с оптимизированными моделями тщательно проверяются и тестируются на различных аппаратных платформах NVIDIA, у поставщиков облачных услуг и на дистрибутивах Kubernetes. Это обеспечивает поддержку всех сред с ускорителями NVIDIA и гарантирует, что компании смогут развёртывать свои приложения генеративного ИИ где угодно, сохраняя полный контроль над своими приложениями и данными, которые они обрабатывают. Разработчики могут получить доступ к моделям посредством стандартизированных API, что упрощает разработку и обновление приложений.

Источник изображений: NVIDIA

NIM также может использоваться для оптимизации исполнения специализированных решений, поскольку не только использует NVIDIA CUDA, но и предлагает адаптацию для различных областей, таких как большие языковые модели (LLM), визуальные модели (VLM), а также модели речи, изображений, видео, 3D, разработки лекарств, медицинской визуализации и т.д. NIM использует оптимизированные механизмы инференса для каждой модели и конфигурации оборудования, обеспечивая наилучшую задержку и пропускную способность и позволяя более просто и быстро масштабироваться по мере роста нагрузок.

В то же время NIM позволяет дообучить и настроить модели на собственных данных, поскольку можно не только воспользоваться облачными API NVIDIA для доступа к готовым моделями, но и самостоятельно развернуть NIM в Kubernetes-средах у крупных облачных провайдеров или локально, что сокращает время разработки, сложность и стоимость подобных проектов и позволяет интегрировать NIM в существующие приложения без необходимости глубокой настройки или специальных знаний.

NVIDIA представила свежую версию платформы для работы с ИИ-приложениями NVIDIA AI Enterprise 5.0, которая включает микросервисы на базе загружаемых программных контейнеров для быстрого развёртывания приложений генеративного ИИ. NVIDIA отметила, что уже микросервисы адаптируются ведущими поставщиками ПО и платформ кибербезопасности, а все функции AI Enterprise 5.0 вскоре будут доступны в облачных маркетплейсах AWS, Google Cloud, Microsoft Azure и Oracle Cloud.

Микросервисы позиционируются компанией как эффективный инструмент для создания разработчиками современных корпоративных приложений в глобальном масштабе. Работая прямо в браузере, разработчики могут используют для создания приложений облачные API. NVIDIA AI Enterprise 5.0 теперь включает предназначенные для развёртывания моделей ИИ микросервисы NIM и микросервисы CUDA-X. Сюда входит и NVIDIA cuOpt, ИИ-микросервис для задачи логистики, который позволяет значительно ускорить оптимизации маршрута и расширить возможности динамического принятия решений, снижая затраты, экономя время и позволяя сократить выбросы CO₂.

Источник изображения: NVIDIA

NIM оптимизирует инференс-нагрузки для различных популярных моделей ИИ от NVIDIA и партнёров. Используя ПО NVIDIA для инференса, включая Triton Inference Server, TensorRT и TensorRT-LLM, NIM позволяет сократить развёртывание моделей с недель до минут и вместе с тем обеспечивает безопасность и управляемость в соответствии с отраслевыми стандартами, а также совместимость с инструментами управления корпоративного уровня. В настоящее время компания работает над расширением возможностей AI Enterprise.

С выходом версии NVIDIA AI Enterprise 5.0 платформа получила ряд дополнений. В частности, она теперь включает NVIDIA AI Workbench, набор инструментов для разработчиков, обеспечивающих быструю загрузку, настройку и запуск проектов генеративного ИИ. ПО теперь общедоступно и поддерживается NVIDIA. NVIDIA AI Enterprise 5.0 также теперь поддерживает платформу Red Hat OpenStack. Кроме того, в NVIDIA AI Enterprise 5.0 расширена поддержка широкого спектра новейших ускорителей NVIDIA, сетевого оборудования и ПО для виртуализации.

Канадский разработчик микрочипов Tenstorrent, возглавляемый легендарным Джимом Келлером (Jim Keller), наконец, представил свои первые решения на базе архитектуры RISC-V — ИИ-процессоры Grayskull и ускорители на их основе, Grayskull e75 и e150. Оба варианта доступны для приобретения уже сейчас по цене $599 за младшую версию и $799 за старшую. Данные решения предназначены для инференс-систем, разработки и отладки ПО.

В комплект разработчика входят инструменты TT-Buda и TT-Metalium. В первом случае речь идёт о высокоуровневом стеке, предназначенном для компиляции и запуска ИИ-моделей на аппаратном обеспечении Tenstorrent, а во втором — о низкоуровневой программной платформе, обеспечивающей прямой доступ к аппаратным ресурсам. Поддерживается PyTorch, ONNX и другие фреймворки. Создатели делают особенный упор на простоте программирования в сравнении с классическими GPU. Поддерживается широкий спектр ИИ-моделей, но Tenstorrent особенно выделяет BERT, ResNet, Whisper, YOLOv5 и U-Net.

Источник изображений здесь и далее: Tenstorrent

Архитектура Grayskull базируется на RISC-V, в настоящий момент максимальное количество фирменных ядер Tensix достигает 120, работают они на частотах вплоть до 1,2 ГГц. Каждое такое ядро содержит пять полноценных ядер RISC-V, блок тензорных операций, блок SIMD для векторных операций, а также ускорители сетевых операций и сжатия/декомпрессии данных. Дополнительно каждое ядро может иметь до 1,5 Мбайт сверхбыстрой памяти SRAM. Между собой ядра общаются напрямую.

В случае Grayskull e150 процессор работает в полной конфигурации со 120 ядрами и 120 Мбайт SRAM, объём внешней памяти LPDDR4 составляет 8 Гбайт (ПСП 118,4 Гбайт/с). Ускоритель выполнен в формате полноразмерной платы расширения с теплопакетом 200 Вт и интерфейсом PCIe 4.0 x16. У младшей модели, Grayskull e75, активных ядер только 96, их частота снижена до 1 ГГц, а пропускная способность внешней памяти при том же объёме снижена до 102,4 Гбайт/с. При этом теплопакет составляет всего 75 Вт, что позволило выполнить ускоритель в виде низкопрофильной платы расширения и обойтись без дополнительного питания.

Чипы Wormhole тоже используют Tensix. В составе Wormhole n300 таких ядер 128 (2 × 64), частота равна 1 ГГц при теплопакете 300 Вт. Объём SRAM составляет 1,5 Мбайт на ядро, а внешняя подсистема памяти включает 24 Гбайт GDDR6 и с ПСП 576 Гбайт/с. Wormhole n150 оснащены 72 ядрами Tensix, 108 Мбайт SRAM и 12 Гбайт GDDR6 с ПСП 288 Гбайт/с. TDP составляет 160 Вт. От Grayskull эти решения отличаются возможностью масштабирования путём прямого объединения плат. Также есть по паре сетевых интерфейсов 200GbE. Возможна работа с форматами FP8/16/32, TF32, BFP2/4/8, INT8/16/32 и UINT8.

Чипы Tenstorrent Grayskull и Wormhole лежат в основе уникальных масштабируемых платформ собственной разработки — AICloud и Galaxy. В первом случае используются процессоры Grayskull, поскольку Wormhole на рынке должен появиться позже. Платформа предназначена в качестве аппаратной для ИИ и HPC-нагрузок в облаке Tenstorrent.

Каждый 4U-узел AICloud высотой содержит восемь карт (16 чипов) и способен предоставить в распоряжение пользователей от 30 до 60 vCPU и от 256 до 1024 Гбайт памяти, вкупе с дисковым пространством объёмом 100–400 Гбайт. Восемь таких узлов составляют стойку, а четыре стойки — кластер Server Pod. Четыре таких кластера объединены общей системой интерконнекта, управления и СХД (до 200 Тбайт), дальнейшее масштабирование уже выходит на уровень ЦОД.

В Tenstorrent Galaxy упор сделан на возможность создания высокопроизводительных ИИ-систем с быстрым интерконнектом на базе Ethernet. Строительным блоком здесь являются 80-ядерные модули Wormhole. 4U-сервер вмещает 32 таких модуля, что в совокупности даёт 2560 ядер Tensix и 384 Гбайт глобально адресуемой GDDR6. Наличие 16 каналов 200GbE в каждом модуле обеспечивает производительность интерконнекта на уровне 3,2 Тбитс.

На уровне стойки высотой 48U это дает 256 чипов Wormhole, общий объём SRAM в этом случае достигает 30,7 Гбайт, а GDDR6 — 3 Тбайт. Производительность стойки оценивается разработчиками в 20 Попс (Петаопс), а совокупная скорость интерконнекта — в 76,8 Тбит/с. Расплатой за универсальность и производительность станет энергопотребление, достигающее 60 КВт.

Стартап Groq сообщил о значительных достижениях в области инференса с использованием ускорителя LPU, разработанного для запуска больших языковых моделей (LLM), таких как GPT, Llama и Mistral. Groq LPU имеет один массивно-параллельный тензорный процессор TSP, который обеспечивает производительность до 750 TOPS INT8 и до 188 Тфлопс FP16. LPU Groq оснащён локальной SRAM объемом 230 Мбайт с пропускной способностью 80 Тбайт/с.

Как сообщает компания, при запуске модели Mixtral 8x7B ускоритель LPU обеспечил скорость инференса 480 токенов в секунду, что является одним из ведущих показателей инференса в отрасли. В таких моделях, как Llama 2 70B с длиной контекста 4096 токенов, Groq может обеспечить скорость инференса 300 токенов/с, тогда как в меньшей модели Llama 2 7B с 2048 токенами контекста скорость инференса составляет 750 токенов/с.

Изображение: Groq

Согласно рейтингу бенчмарка LLMPerf, LPU Groq превосходит результаты систем облачных провайдеров на базе традиционных ИИ-ускорителей в деле запуска LLM Llama в конфигурациях от 7 до 70 млрд параметров. Groq лидирует по скорости инференса и занимает второе место по показателю задержки.

Источник: The Ray Team

Для сравнения, бесплатный чат-бот ChatGPT на базе GPT-3.5 обеспечивает обработку около 40 токенов/с. Текущие LLM с открытым исходным кодом, такие как Mixtral 8x7B, могут превосходить GPT 3.5 в большинстве тестов, и теперь могут работать со скоростью почти 500 токенов/с.

Источник: The Ray Team

Опубликованные данные наглядно подтверждают, что предлагаемый Groq ускоритель LPU Groq значительно превосходит системы для инференса, предлагаемые NVIDIA, AMD и Intel, говорит компания. Groq не раскрывает имена своих заказчиков, но в настоящее время её ИИ-решения используются, например, Аргоннской национальной лабораторией Министерства энергетики США.

В 2024 году компания Meta✴, по сообщению The Register, после многих лет разработки может начать массовое внедрение собственных ИИ-чипов. Они станут альтернативой ускорителям NVIDIA и AMD, что поможет снизить зависимость от продукции сторонних поставщиков. В 2024 году компания намерена потратить до $37 млрд на развитие своей инфраструктуры.

В настоящее время для поддержания ИИ-нагрузок Meta✴ применяет такие решения, как NVIDIA H100. Ожидается, что к концу 2024 года компания будет иметь в своём распоряжении 350 тыс. этих ускорителей. Вместе с тем Meta✴ проявляет интерес и к изделиям AMD Instinct MI300. Ранее компания высоко оценила возможности Qualcomm Cloud AI 100, но отказалась от них из-за несовершенства ПО. Не приглянулись Meta✴ и чипы Esperanto. Сейчас Meta✴ ведёт разработку собственных ИИ-ускорителей.

Источник изображения: Meta✴

Весной 2023 года стало известно, что компания создала свой первый ИИ-процессор. Чип под названием MTIA (Meta✴ Training and Inference Accelerator; на изображении) представляет собой ASIC в виде набора блоков, функционирующих в параллельном режиме. Задействованы 64 вычислительных элемента в виде матрицы 8 × 8, каждый из которых объединяет два ядра с архитектурой RISC-V. Конструкция включает 128 Мбайт памяти SRAM, а также до 64/128 Гбайт памяти LPDDR5. Показатель TDP равен 25 Вт. Заявленная производительность на операциях INT8 достигает 102,4 TOPS, на операциях FP16 — 51,2 Тфлопс. Процессор производится по 7-нм технологии TSMC.

Источник изображения: Meta✴

Как теперь сообщается, в 2024-м Meta✴ намерена начать активное использование собственных ИИ-ускорителей с кодовым именем Artemis. В их основу лягут компоненты MTIA первого поколения. Чип Artemis, оптимизированный для инференса, будет применяться наряду с ускорителями сторонних поставщиков. При этом, как отметили представители компании, изделия Artemis обеспечат «оптимальное сочетание производительности и эффективности при рабочих нагрузках, специфичных для Meta✴».

Источник изображения: Meta✴

Компания пока не раскрывает ни архитектуру Artemis, ни конкретные рабочие нагрузки, которые будет поддерживать чип. Участники рынка полагают, что Meta✴ будет запускать готовые ИИ-модели на собственных специализированных ASIC, чтобы высвободить ресурсы ускорителей для развивающихся приложений. По данным SemiAnalysis, Artemis получит улучшенные ядра, а компоненты LPDDR5 уступят место более быстрой памяти, использующей технологию TSMC CoWoS.

Нужно добавить, что Amazon и Google уже несколько лет используют собственные чипы для ИИ-задач. Например, Amazon недавно ИИ-ускорители Trainium2 и Inferenetia2, тогда как Google в 2023 году представила сразу два новых ускорителя: Cloud TPU v5p и TPU v5e. А Microsoft сообщила о создании ИИ-ускорителя Maia 100.

Компания Ambarella сообщила о том, что её SoC обеспечат поддержку генеративного ИИ на периферии. Ожидается, что это позволит расширить возможности множества систем и приложений, включая робототехнику и средства видеоаналитики. Отмечается, что по сравнению с ускорителями на базе GPU и другими специализированными решениями, чипы Ambarella представляют собой полноценные «системы на чипе», которые обеспечивают до трёх раз более высокую энергоэффективность на каждый токен.

Изначально Ambarella обеспечит оптимизированные возможности генеративного ИИ на своих SoC среднего и высокого классов. Это, в частности, изделие CV72 для устройств с энергопотреблением до 5 Вт. Кроме того, функции генеративного ИИ будут поддерживать чипы новой серии N1 с «производительностью серверного уровня» при энергопотреблении до 50 Вт.

Источник изображения: Ambarella

Чипы N1 основаны на архитектуре Ambarella CV3-HD, изначально разработанной для приложений автономного вождения. Утверждается, что изделие N1 способно обрабатывать модель Llama2-13B с выводом до 25 токенов в секунду в однопоточном режиме при потребляемой мощности менее 50 Вт.

Все изделия Ambarella используют новую платформу для разработчиков Cooper. Чтобы ускорить вывод конечных продуктов на рынок, Ambarella предварительно портировала и оптимизировала популярные большие языковые модели, такие как Llama-2 и LLava.

Компания Broadcom представила Trident 5-X12 — первый сетевой коммутатор, снабжённый ИИ-движком, который поможет избавиться от сетевых заторов и ускорить обучение ИИ. Новый сетевой процессор относится к семейству StrataXGS и имеет маркировку BCM78800. Он предназначен в первую очередь для компактных ToR-коммутаторов нового поколения.

Это первый сетевой ASIC, дополненный инференс-движком NetGNT (Networking General-purpose Neural-network Traffic-analyzer). NetGNT может быть «натаскан» на распознавание ситуации, потенциально ведущей к сетевому затору. К примеру, в сценариях, характерных для обучения нейросетей, часто встречается ситуация, когда множество потоков пакетов прибывает одновременно на один порт, что и вызывает затор. Но движок Broadcom способен предсказать и заранее предотвратить такое развитие событий.

Источник изображений здесь и далее: Broadcom

Trident 5-X12 также имеет расширенную систему телеметрии и располагает объёмными FIB с гибким распределением. Реализованы множественные механизмы распределения нагрузки и предотвращения заторов. Новинка относится к программируемым решениям (NPL), причём готовые сценарии предлагает и сама Broadcom. В рамках API сохранена совместимость с предыдущими решениями компании. Возможно использование SONiC.

Чип оснащён 160 100G-блоками SerDes (PAM-4) и позволяет среди прочего реализовывать смешанные конфигурации — например, с 24 портами 400G и 8 портами 800G в 1U-шасси. При этом совокупная пропускная способность составляет 16 Тбит/с, однако благодаря 5-нм техпроцессу энергопотребление у новинки в пересчёте на порт на четверть ниже, нежели у Trident 4-X9.

Mozilla представила первый релиз инструмента llamafile, позволяющего упаковать веса большой языковой модели (LLM) в исполняемый файл, который без установки можно запустить практически на любой современной платформе, причём ещё и с поддержкой GPU-ускорения в большинстве случаев. Это упрощает дистрибуцию и запуск моделей на ПК и серверах.

llamafile распространяется под лицензией Apache 2.0 и использует открытые инструменты llama.cpp и Cosmopolitan Libc. Утилита принимает GGUF-файл с весами модели, упаковывает его и отдаёт унифицированный бинарный файл, который запускается в macOS, Windows, Linux, FreeBSD, OpenBSD и NetBSD. Готовый файл предоставляет либо интерфейс командной строки, либо запускает веб-сервер с интерфейсом чат-бота.

Источник: GitHub / Mozilla Ocho

Поддерживаются платформы x86-64 и ARM64, причём в первом случае автоматически определяется тип CPU и по возможности используются наиболее современные векторные инструкции. llamafile может использовать ускорители NVIDIA, а в случае платформы Apple задействовать Metal. Разработчики успешно протестировали инструмент в Linux (в облаке Google Cloud) и Windows с картой NVIDIA, в macOS и на NVIDIA Jetson.

Впрочем, некоторые нюансы всё же есть. Так, в Windows размер исполняемого файла не может превышать 4 Гбайт, поэтому большие модели вынужденно хранятся в отдельном файле. В macOS на платформе Apple Silicon перед первым запуском всё же придётся установить Xcode, а в Linux, возможно, понадобится обновить некоторые компоненты. Подробности и примеры готовых моделей можно найти в репозитории проекта.