با پیشرفت سریع هوش مصنوعی و پردازشهای سنگین، نیاز به ارتباطات پرسرعت میان پردازندههای گرافیکی (GPU) بیش از پیش احساس میشود. معماری NVLink و NVSwitch که توسط انویدیا توسعه یافتهاند، با کاهش تأخیر و افزایش پهنای باند، امکان برقراری ارتباط بهینه میان چندین GPU را فراهم میکنند. این فناوریها مخصوصاً در مراکز داده، محاسبات ابری و سیستمهای پردازش هوش مصنوعی نقش کلیدی ایفا میکنند. در این مقاله، به بررسی این دو فناوری پرداخته و تأثیر آنها بر عملکرد پردازشی بررسی خواهیم کرد.
NVLink: اتصال مستقیم و سریع میان GPUها
NVLink یک رابط ارتباطی اختصاصی است که توسط انویدیا برای افزایش سرعت تبادل داده بین GPUها طراحی شده است. برخلاف PCIe که پهنای باند محدودی دارد، NVLink با ارائه پهنای باند بسیار بالاتر، ارتباط مستقیم بین پردازندههای گرافیکی را امکانپذیر میکند. نسخههای جدید NVLink میتوانند تا 900 گیگابایت بر ثانیه پهنای باند را فراهم کنند، که چندین برابر سریعتر از PCIe 5.0 است. این فناوری با کاهش تأخیر در پردازش دادهها، امکان اجرای مدلهای یادگیری عمیق را با کارایی بالاتر فراهم میآورد. همچنین، NVLink از NVLink Bridge پشتیبانی میکند که امکان اتصال دو GPU را در ایستگاههای کاری و سرورها فراهم میسازد. علاوه بر این، معماری جدید انویدیا به GPUها اجازه میدهد که حافظه اشتراکی داشته باشند، به این معنی که چندین پردازنده گرافیکی میتوانند به طور همزمان از منابع حافظه یکدیگر استفاده کنند. این قابلیت برای محاسبات علمی، مدلسازی پیچیده و آموزش شبکههای عصبی بسیار حیاتی است.
NVSwitch: شبکهای پرسرعت برای اتصال چندین GPU
NVSwitch یک سوییچ ارتباطی داخلی است که برای اتصال بیش از دو GPU در سرورهای پردازشی استفاده میشود. این فناوری با استفاده از NVLink، امکان برقراری ارتباط چند مسیره را میان چندین GPU در یک سیستم فراهم میکند. یکی از مزایای کلیدی NVSwitch این است که پهنای باند اختصاصی بین پردازندههای گرافیکی را بدون تداخل با مسیرهای ارتباطی PCIe افزایش میدهد. به عنوان مثال، در سرورهای NVIDIA DGX از NVSwitch برای اتصال همزمان هشت GPU H100 استفاده شده است که منجر به پردازش سریعتر دادهها و کاهش تأخیرهای ارتباطی میشود. هر NVSwitch میتواند تا 2.4 ترابایت بر ثانیه پهنای باند را مدیریت کند، که این موضوع عملکرد فوقالعادهای را برای سیستمهای هوش مصنوعی و دیتاسنترها به همراه دارد. علاوه بر این، با افزایش تعداد GPUها، NVSwitch قادر است به عنوان یک هاب مرکزی عمل کند که جریان دادهها را بهینهسازی کرده و ارتباطات همزمان میان پردازندههای گرافیکی را بدون کاهش عملکرد تضمین میکند.
نتیجهگیری
معماری NVLink و NVSwitch به عنوان راهکارهای پیشرفته انویدیا، نقش مهمی در بهبود کارایی پردازندههای گرافیکی دارند. NVLink با فراهم کردن ارتباط سریعتر از PCIe، تأخیرها را کاهش داده و دسترسی به حافظه اشتراکی را ممکن میسازد، در حالی که NVSwitch با امکان اتصال همزمان چندین GPU، شبکهای پرسرعت برای پردازشهای سنگین ایجاد میکند. این دو فناوری بهویژه در سرورهای مخصوص یادگیری عمیق، دیتاسنترها و سیستمهای محاسباتی پیشرفته نقش کلیدی دارند.