日前,2023全球AI芯片峰會(GACS 2023)在深圳市舉行,AI芯片產(chǎn)業(yè)鏈頂尖企業(yè)、專家學者齊聚,圍繞生成式AI與大模型算力需求、AI芯片高效落地等產(chǎn)業(yè)議題進行研討分享。

面向大模型時代的計算需求,算力創(chuàng)新已不僅是單個處理器微架構和芯片工藝的突破,而需要產(chǎn)業(yè)攜手進行軟硬件全棧系統(tǒng)架構全面創(chuàng)新。當前各類AI芯片創(chuàng)新仍面臨存儲墻、功耗墻等架構痼疾,隨著開放的通用指令架構、互聯(lián)總線、AI加速器、開源的操作系統(tǒng)、模型框架、工具鏈和軟件紛紛涌現(xiàn),開放開源的算力系統(tǒng)創(chuàng)新,已經(jīng)成為實現(xiàn)AI芯片轉(zhuǎn)化為高效算力的二級引擎。

會上,浪潮信息分享了在開放加速計算系統(tǒng)領域的最新成果《開放加速規(guī)范AI服務器設計指南》,通過系統(tǒng)平臺層面的技術創(chuàng)新,攜手產(chǎn)業(yè)上下游加速生成式AI算力產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

大模型推動算力產(chǎn)業(yè)步入系統(tǒng)級創(chuàng)新時代

隨著制程工藝逼近天花板,AI芯片正迎來架構創(chuàng)新的黃金時代,諸多創(chuàng)新者正通過越來越廣泛的創(chuàng)新思路來繞過摩爾定律瀕臨極限的瓶頸,圍繞架構創(chuàng)新,AI芯片產(chǎn)業(yè)正從早期的百花齊放,向更深更多維層面發(fā)展。

與此同時,參數(shù)量高達數(shù)千億的大模型創(chuàng)新往往需要在成百上千的AI服務器組成的平臺上進行訓練。面向AIGC的算力能力考量的不僅僅是單一芯片、或者是單一服務器,而是包含計算、存儲、網(wǎng)絡設備,軟件、框架、模型組件,機柜、制冷、供電基礎設施等在內(nèi)的一體化高度集成的智算集群。

因此,要將AI芯片真正轉(zhuǎn)化為大模型算力,需要產(chǎn)業(yè)鏈上下游攜手從規(guī)?;懔Σ渴鸬慕嵌冗M行系統(tǒng)級創(chuàng)新,統(tǒng)籌考慮大模型訓練需求特點,設計構建算力系統(tǒng),以實現(xiàn)全局最優(yōu)的性能、能效或TCO指標。

開放加速設計指南,打通從芯片到大模型的算力橋梁

2019年,開放計算組織OCP面向大模型訓練發(fā)布了開放加速計算(OAI)技術標準,旨在促進上下游協(xié)同,降低產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新成本和周期。開放加速計算(OAI)系統(tǒng)架構具備更高的散熱和互聯(lián)能力,可以承載具有更高算力的芯片,同時具備非常強的跨節(jié)點擴展能力。因為天然適用于大規(guī)模深度學習神經(jīng)網(wǎng)絡,已經(jīng)在全球范圍內(nèi)得到芯片、系統(tǒng)及應用廠商的廣泛參與支持。

大模型訓練對開放加速計算系統(tǒng)的總功耗、總線速率、電流密度的需求不斷提升,給系統(tǒng)設計帶來了巨大的挑戰(zhàn)。因此,浪潮信息基于系統(tǒng)研發(fā)和大模型工程實踐經(jīng)驗,將從AI芯片到大模型算力系統(tǒng)所需完成的體系結構、信號完整性、散熱、可靠性、架構設計等大量系統(tǒng)性設計標準進行細化總結,發(fā)布了面向生成式AI場景的《開放加速規(guī)范AI服務器指南》(以下簡稱《指南》),提出四大設計原則、全棧設計方法,包括硬件設計參考、管理接口規(guī)范和性能測試標準。

《開放加速規(guī)范AI服務器指南》全棧設計方法
《開放加速規(guī)范AI服務器指南》全棧設計方法

《開放加速規(guī)范AI服務器指南》統(tǒng)籌考慮大模型分布式訓練對于計算、網(wǎng)絡和存儲的需求特點,提供了從節(jié)點層到集群層的AI芯片應用部署全棧設計參考。包括各項硬件規(guī)范、電氣規(guī)范、時序規(guī)范,并提供管理、故障診斷和網(wǎng)絡拓撲設計等軟硬協(xié)同參考,旨在通過節(jié)點層/集群層多維協(xié)同設計確保AI服務器節(jié)點和服務器集群以超大規(guī)模集群互連的大模型訓練能力。

基于板端QSFP-DD的跨節(jié)點互連拓撲
基于板端QSFP-DD的跨節(jié)點互連拓撲

由于架構復雜度高、芯片種類多、高速信號多、系統(tǒng)功耗大等特點,異構加速計算節(jié)點常面臨故障率高的問題。因此,《指南》提供了詳細的系統(tǒng)測試指導,對結構、散熱、壓力、穩(wěn)定性、軟件兼容性等方面的測試要點進行了全面梳理,幫助用戶最大程度降低系統(tǒng)生產(chǎn)、部署、運行過程中的故障風險,提高系統(tǒng)穩(wěn)定性,減少斷點對訓練持續(xù)性的影響。

OAM互連信號損耗要求
OAM互連信號損耗要求

不同于通用計算系統(tǒng),面向生成式AI的加速計算系統(tǒng)具有軟硬件強耦合特性。為了提高開放加速計算系統(tǒng)的算力可用性,《指南》給出了八類AI主流業(yè)務和三類AIGC大模型基準測評和調(diào)優(yōu)方法,以確保開放加速計算系統(tǒng)能夠有效支撐當前主流大模型的創(chuàng)新應用。

AI芯片廠商可以基于《指南》快速將符合開放加速規(guī)范的AI芯片落地成高可用高可靠高性能的大模型算力系統(tǒng),提高系統(tǒng)適配和集群部署效率,減少芯片合作伙伴在系統(tǒng)層面的研發(fā)成本投入,加速生成式AI算力產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新步伐。

全棧協(xié)同,高效釋放大模型創(chuàng)新生產(chǎn)力

目前,浪潮信息已經(jīng)基于開放加速規(guī)范發(fā)布了三代AI服務器產(chǎn)品,和10余家芯片伙伴實現(xiàn)了多元AI計算產(chǎn)品的創(chuàng)新研發(fā)。多元算力產(chǎn)品方案得到了眾多用戶的認可,已經(jīng)在多個智算中心應用落地,成功支持GPT-2、源1.0及實驗室自研蛋白質(zhì)結構預測等多個超大規(guī)模巨量模型的高效訓練。

同時,為進一步解決大模型算力的系統(tǒng)全棧問題、兼容適配問題、性能優(yōu)化問題等,浪潮信息基于大模型自身實踐與服務客戶的專業(yè)經(jīng)驗,推出OGAI大模型智算軟件棧,能夠為大模型業(yè)務提供AI算力系統(tǒng)環(huán)境部署、算力調(diào)度及開發(fā)管理的完整軟件棧和工具鏈,幫助更多企業(yè)順利跨越大模型研發(fā)應用門檻,充分釋放大模型算力價值。

作為全球領先的AI算力基礎設施供應商,浪潮信息將通過智算系統(tǒng)軟硬件高度協(xié)同進行持續(xù)創(chuàng)新,攜手產(chǎn)業(yè)伙伴加速AI算力繁榮發(fā)展并充分釋放算力生產(chǎn)力,推動實現(xiàn)"助百模,智千行",加速生成式AI產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新。