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《中国科创典型调查报告》发布 浪潮信息服务器入选

 人阅读 | 作者xiaofeng | 时间:2023-11-02 04:30

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近日,中国科学院科技战略咨询研究院发布《中国科创典型调查报告》(下文简称《报告》),浪潮信息与中国高铁复兴号等专利密集型的科创产品一同入选了“中国科创新名片”。作为唯一一家上榜的IT基础设施提供商,浪潮信息在技术创新方面的专业实力再一次获得了高度认可。

重新定义高速互联:打造大模型时代更快的服务器

伴随着半导体、材料、工程工艺技术的不断发展,如今的服务器拥有更高的计算性能。一台通用服务器的芯片晶体管有数十亿,网络带宽从10M增至100G~400G,PCIe信号传输速度每代翻倍,目前达到32GT/s,相当于每秒320亿次传输,超级计算机的整体计算性能每秒已达惊人的百亿亿次。

然而,算力供给侧的进化节奏很多时候还是跟不上需求的几何级数爆发。比如,ToC端的网购、追剧、打游戏、打车、吃饭等应用场景层出不穷,ToB端的制造、金融、医疗等行业的数字化进程亦迈向纵深,再叠加人工智能通用化全面提速,算力供求之间的鸿沟堪称构建数字新世界的最大障碍。对此,在相当长一段时间内,行业致力通过芯片的更新迭代,来提升单颗芯片的算力大小,以完成服务器的演进。

但到了AIGC突飞猛进的大模型时代,模型训练动辄成千上万张卡,单颗芯片已无法承载繁重的训练和推理任务。因此,在新的AI超级计算机形态下,什么样的互连架构才能更好的支撑大模型业务发展,成为重点研究的新课题。而要达成这一目标,必须回到算力产生的原点,即解决单个服务器内部芯片的高速直连难题,让数千乃至上万颗芯片互联,并让它们高效协同工作。

作为全球领先的服务器厂商,浪潮信息定义了业界第一个符合OAM(开放加速模块)规范的8卡互连硬件系统。这个遵循开放计算标准的互连基板,首次可达到单通道56Gb/s的速率,是开放加速规范下芯片互连的最高速率,而同时厚度仅为3.26mm,层数却高达22层,包含了近1000个高速互连差分对。

这个基板的面世,惠及了数以百计的芯片创新公司以及更多数量的用户:比如借助标准化的、性能出色的开放加速基板,芯片公司可以快速的实现产品落地并持续迭代,而用户则可以使用统一的、开放的基础架构,根据业务需要配置不同类型的AI加速芯片,加快创新和创造更好的用户体验。

冲刺更高单通道速率,推动行业持续高质量发展

“下一步,我们将冲刺112Gbps单通道的高速互连通信,这种级别的速度提升,就相当于我们从5G时代跨步进入了6G时代。”浪潮信息AI服务器工程师大军中的一员Yang Yang表示。

当下,服务器正在朝着速度更快、性能更强的方向进化,这与人工智能对算力水涨船高的需求密切相关。面对市场环境与需求的变化,AI大模型加速替代碎片化的小模型,具备强芯片全互连的拓扑能力才能适应更大场景的要求。

而想要实现112Gbps高速互连,肯定会有着不可避免的技术难点。在物理尺寸近乎不变的情况下,要将GPU间的互连速率提升一倍,需要牺牲信噪比。而信噪比的降低带来的影响是巨大的,意味着112Gbps信号对于抖动和噪声的敏感程度更为强烈,即对于信道的串扰、SCD(信号在通过该通道时的差分能量变为共模能量的模态转化量,越低越好。)、PN Skew(内外线路不等长造成的传输差异)、ILD(损耗,线损/阻抗的影响程度,即漂移度)等指标的要求都更为严苛。

这不仅需要更高端的材料支撑,更考验设计的“艺术”。因为3-5mm厚度的基板实际上是采用叠层设计,往往包含了十几层甚至几十层PCB板(印刷电路板),每层厚度仅有100微米左右,与一张A4纸相当。而为了保证信号传输质量,每组线路均需要采用差分对设计,即采用长度相等、相位相反的互补信号来传输同一个信号,以减少噪音和EMI(电磁干扰),这将使得布线量增加一倍,对于本就信号布线密度近乎极限的基板来说,无疑是雪上加霜。并且,差分对走线的宽度和间距必须始终保持一致,当在基板上的障碍物,如过孔或较小的器件周围布线时,对设计能力的要求更高。

因此,112Gbps高速互连设计不仅需要寻找更低损耗的树酯、玻璃纤维及更平滑的铜箔,同时也要确保这些材料在加工之后能够符合可靠度的规范,设计与工艺复杂度极高。对此,Yang Yang也表示到:“112Gpbs高速互连技术既需要科学的发散,也要做到工程的收敛:通过科学的发散寻找创新的可能性,通过工程的收敛寻找‘可行性’”。通过更多具备跨学科知识的"知行合一"的研发人员,科技工作者,相信在不久的将来,浪潮信息将会探索出成功的解决方案,将计算服务器推向新的高度,使其带领我们走向数字文明的下一个巅峰。

值得关注的是,仅靠GPU等芯片的单点突围无法从根本上解决算力供给问题。就像要打造运载火箭,只有性能强大的发动机还远远不够,尚需在循环、控制、结构等领域协同发力。除了聚焦于设计开发出一款具备超高速互连性能的开放加速基板,浪潮信息还创造出一种独属于工程师的“浪漫”——听音降噪,解决因风扇转速让硬盘出现性能波动,甚至直接掉线的问题;以及创造一种新的体系架构——“融合架构”,利用硬件重组的能力来满足各类差异化需要。

在如今这个逐渐成型的数字文明时代,计算已经渗透到我们生活的方方面面,计算的重要性也将在未来进一步凸显。浪潮信息通过各种方式寻找算力提升的路径,不断拓展数字文明的边界,将在一次次突破中引领我们进入数字时代的新境界


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