Grace, el chip HPC de Nvidia esperado en 2023

Aún en modo virtual debido a la pandemia, Nvidia ha iniciado su conferencia de tecnología GPU (GTC o GPU Technology Conference 2021) con un primer anuncio esperado: el proveedor, que está ultimando la adquisición de ARM, prepara para 2023 un chip llamado Grace y destinado al mercado HPC (informática de alto rendimiento). Basado en la arquitectura Neoverse de ARM, Nvidia dice que Grace ofrecerá un rendimiento hasta 10 veces mayor que el de los servidores más rápidos del mercado actual para cargas de trabajo complejas de IA y HPC. Sin embargo, esta es una comparación curiosa entre el pasado y el presente, ya que el chip Grace no llegará al mercado hasta 2023 y, durante los próximos dos años, AMD e Intel continuarán reforzando sus respectivos procesadores y aceleradores.

Nvidia ha aclarado, sin embargo, que Grace no pretende competir con los procesadores Xeon de Intel y Epyc de AMD. Grace es más un producto de nicho, ya que está diseñado específicamente para acoplarse estrechamente con aceleradores de GPU internos para eliminar los cuellos de botella para aplicaciones complejas de AI y HPC. Este es un movimiento inteligente por parte de Nvidia, ya que los procesadores de servidor de propósito general de ARM no pudieron entregar el Resultados previstos. La propia Nvidia apenas ha convencido con sus chips de microservidor ARM y el proyecto de Denver lanzado hace 10 años nunca ha salido de los laboratorios. Denver era un procesador de propósito general, mientras que Grace es muy vertical y especializado. Este no es el primer intento de Nvidia en esta área: en 2012, el proveedor de San José ya había presionado por una solución similar con su chip móvil Tegra (todavía en una base ARM) asociado con sus aceleradores Tesla GPU. Pero con la adquisición de ARM, el diseño de estos procesadores debería refinarse para adaptarse mejor a los proyectos de Nvidia.

Una oferta DGX sin chip x86

“La inteligencia artificial y la ciencia de datos de vanguardia están empujando la arquitectura informática actual más allá de sus límites, al procesar cantidades impensables de datos”, dijo Jen-Hsun Huang, CEO de Nvidia, durante su discurso de apertura. “Utilizando la propiedad intelectual con licencia de ARM, Nvidia diseñó específicamente el procesador Grace para IA y HPC a gran escala. Junto con GPU y DPU, Grace nos brinda la tercera tecnología fundamental para la informática y la capacidad de rediseñar los centros de datos para promover la inteligencia artificial. Nvidia es ahora una empresa de tres chips ”.

El proveedor ya ofrece servidores HPC con la serie DGX, que utilizan chips AMD Epyc x86, después de Intel Xeons para la primera generación, para iniciar y coordinar el trabajo de sus GPU Ampere. El chip Epyc de AMD es una buena base para ejecutar flujos de trabajo tradicionales, pero es un procesador de cómputo de uso general, que carece del ancho de banda de E / S y las optimizaciones de aprendizaje automático que Nvidia necesita. . Este último no proporcionó muchos detalles sobre su plataforma Grace. Solo sabemos que se basa en una versión futura del kernel Neoverse de ARM que utiliza un proceso de grabado de 5 nanómetros, lo que significa que será fabricado por TSMC. Grace también utilizará la interconexión NVLink de alta velocidad, desarrollada por Nvidia, entre la CPU y la GPU. La versión, prevista para 2023, ofrecerá más de 900 GB / s de ancho de banda entre la CPU y la GPU. Es mucho más rápido que el protocolo PCI Express 4.0 (32 Gb / s) utilizado por AMD e Intel para las comunicaciones entre la CPU y otros componentes GPU o NVMe.

Hoja de ruta de Nvidia hasta 2025 con las GPU Ampere Next, la llegada del chip HPC Grace y las tarjetas de unidad de procesamiento de datos (DPU) BlueField, resultado de la adquisición de Mellanox. (Crédito Nvidia)

Ya 2 clientes en el campo HPC

Aunque Grace no se enviará hasta 2023, Nvidia ya tiene dos clientes HPC para este procesador. El Centro Nacional de Supercomputación de Suiza (CSCS) y el Laboratorio Nacional de Los Alamos anunciaron hoy que ordenarán supercomputadoras basadas en Grace. Ambos sistemas serán construidos por la subsidiaria Cray de HPE y se espera que entren en servicio en 2023.

El sistema CSCS, llamado Alps, reemplazará al actual Piz Daint, un clúster Xeon con aceleradores Nvidia P100. CSCS afirma que Alps ofrecerá 20 ExaFLOPS de rendimiento de IA, mucho mejor que el campeón japonés Fugaku con solo un exaflop.