周一，半導(dǎo)體行業(yè)巨頭英偉達(dá)發(fā)布了新一代人工智能芯片 H200，旨在為各種 AI 模型提供訓(xùn)練和部署支持。

H200 芯片是目前用于訓(xùn)練最先進(jìn)的大型語(yǔ)言模型 H100 芯片的升級(jí)版，搭載了 141GB 的內(nèi)存，專(zhuān)注于執(zhí)行“推理”任務(wù)。在進(jìn)行推理或生成問(wèn)題答案時(shí)，H200 的性能相比 H100 提升了 1.4 至 1.9 倍不等。

性能拉升無(wú)極限？

據(jù)英偉達(dá)官網(wǎng)消息，基于英偉達(dá)的“Hopper”架構(gòu)，H200 是該公司首款采用 HBM3e 內(nèi)存的芯片。這種內(nèi)存速度更快、容量更大，使其更適用于大語(yǔ)言模型。相信過(guò)去一年來(lái)花大價(jià)錢(qián)購(gòu)買(mǎi)過(guò) Hopper H100 加速器的朋友都會(huì)為自己的沖動(dòng)而后悔。為了防止囤積了大量 H100 的客戶(hù)們當(dāng)場(chǎng)掀桿而起，英偉達(dá)似乎只有一種辦法：把配備 141 GB HBM3e 內(nèi)存 Hopper 的價(jià)格，定為 80 GB 或 96 GB HBM3 內(nèi)存版本的 1.5 到 2 倍。只有這樣，才能讓之前的“冤種”們稍微平衡一點(diǎn)。

下圖所示，為 H100 與 H200 在一系列 AI 推理工作負(fù)載上的相對(duì)性能比較：

可以看到，相較于 H100，H200 的性能提升最主要體現(xiàn)在大模型的推理性能表現(xiàn)上。在處理 Llama 2 等大語(yǔ)言模型時(shí)，H200 的推理速度比 H100 提高了接近 2 倍。 很明顯，如果能在相同的功率范圍之內(nèi)實(shí)現(xiàn) 2 倍的性能提升，就意味著實(shí)際能耗和總體擁有成本降低了 50%。所以從理論上講，英偉達(dá)似乎可以讓 H200 GPU 的價(jià)格與 H100 持平。

得益于 Tansformer 引擎、浮點(diǎn)運(yùn)算精度的下降以及更快的 HBM3 內(nèi)存，今年起全面出貨的 H100 在 GPT-3 175B 模型的推理性能方面已經(jīng)較 A100 提升至 11 倍。而憑借更大、更快的 HBM3e 內(nèi)存，無(wú)需任何硬件或代碼變更的 H200 則直接把性能拉升至 18 倍。 哪怕是與 H100 相比，H200 的性能也提高至 1.64 倍，而這一切都純粹源自?xún)?nèi)存容量和帶寬的增長(zhǎng)。

想象一下，如果未來(lái)的設(shè)備擁有 512 GB HBM 內(nèi)存和 10 TB/ 秒帶寬，性能又會(huì)來(lái)到怎樣的水平？大家愿意為這款能夠全力施為的 GPU 支付多高的價(jià)錢(qián)？最終產(chǎn)品很可能要賣(mài)到 6 萬(wàn)甚至是 9 萬(wàn)美元，畢竟很多朋友已經(jīng)愿意為目前未能充分發(fā)揮潛力的產(chǎn)品掏出 3 萬(wàn)美元了。

英偉達(dá)需要順應(yīng) 大內(nèi)存的發(fā)展趨勢(shì)

出于種種技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面的權(quán)衡，幾十年來(lái)各種處理器在算力方面往往配置過(guò)剩，但相應(yīng)的內(nèi)存帶寬卻相對(duì)不足。實(shí)際內(nèi)存容量，往往要視設(shè)備和工作負(fù)載需求而定。

Web 基礎(chǔ)設(shè)施類(lèi)負(fù)載和那些相對(duì)簡(jiǎn)單的分析 / 數(shù)據(jù)庫(kù)工作負(fù)載大多能在擁有十幾條 DDR 內(nèi)存通道的現(xiàn)代 CPU 上運(yùn)行良好，但到了 HPC 模擬 / 建模乃至 AI 訓(xùn)練 / 推理這邊，即使是最先進(jìn) GPU 的內(nèi)存帶寬和內(nèi)存容量也相對(duì)不足，因此無(wú)法實(shí)質(zhì)性提升芯片上既有向量與矩陣引擎的利用率。于是乎，這些 GPU 只能耗費(fèi)大量時(shí)間等待數(shù)據(jù)交付，無(wú)法全力施展自身所長(zhǎng)。

所以答案就很明確了：應(yīng)該在這些芯片上放置更多內(nèi)存！但遺憾的是，高級(jí)計(jì)算引擎上的 HBM 內(nèi)存成本往往比芯片本身還要高，因此添加更多內(nèi)存自然面臨很大的阻力。特別是如果添加內(nèi)存就能讓性能翻倍，那同樣的 HPC 或 AI 應(yīng)用性能將只需要一半的設(shè)備即可達(dá)成，這樣的主意顯然沒(méi)法在董事會(huì)那邊得到支持。這種主動(dòng)壓縮利潤(rùn)的思路，恐怕只能在市場(chǎng)供過(guò)于求，三、四家廠商爭(zhēng)奪客戶(hù)預(yù)算的時(shí)候才會(huì)發(fā)生。但很明顯，現(xiàn)狀并非如此。

好在最終理性還是占據(jù)了上風(fēng)，所以英特爾才推出了“Sapphire Rapids”至強(qiáng) SP 芯片變體，配備有 64 GB HBM2e 內(nèi)存。雖然每核分配到的內(nèi)存才剛剛超過(guò) 1 GB，但總和內(nèi)存帶寬卻可達(dá)到每秒 1 TB 以上。對(duì)于各類(lèi)對(duì)內(nèi)存容量要求較低的工作負(fù)載，以及主要受帶寬限制、而非容量限制的工作負(fù)載（主要體現(xiàn)在 HPC 類(lèi)應(yīng)用當(dāng)中），只需轉(zhuǎn)向 HBM2e 即可將性能提升 1.8 至 1.9 倍。于是乎，Sapphire Rapids 的 HBM 變體自然成為 1 月份產(chǎn)品發(fā)布中最受關(guān)注、也最具現(xiàn)實(shí)意義的內(nèi)容之一。英特爾還很有可能在接下來(lái)推出的“Granite Rapids”芯片中發(fā)布 HBM 變體，雖然號(hào)稱(chēng)是以多路復(fù)用器組合列（MCR）DDR5 內(nèi)存為賣(mài)點(diǎn)，但這種內(nèi)存擴(kuò)容的整體思路必將成為 Granite Rapids 架構(gòu)中的重要部分。

英偉達(dá)之前在丹佛舉行的 SC23 超級(jí)計(jì)算大會(huì)上宣布推出新的“Hopper”H200 GPU 加速器，AMD 則將于 12 月 6 日發(fā)布面向數(shù)據(jù)中心的“Antares”GPU 加速器系列——包括搭載 192 GB HBM3 內(nèi)存的 Instinct MI300X，以及擁有 128 GB HBM3 內(nèi)存的 CPU-GPU 混合 MI300A。很明顯，英偉達(dá)也必須順應(yīng)這波趨勢(shì)，至少也要為 Hopper GPU 配備更大的內(nèi)存。

英偉達(dá)在一個(gè)月前的財(cái)務(wù)會(huì)議上放出技術(shù)路線圖時(shí)，我們都知道 GH200 GPU 和 H200 GPU 加速器將成為“Blackwell”GB100 GPU 及 B100 GPU 之前的過(guò)渡性產(chǎn)品，而后者計(jì)劃在 2024 年內(nèi)發(fā)布。人們普遍認(rèn)為 H200 套件將擁有更大的內(nèi)存，但我們認(rèn)為英偉達(dá)應(yīng)該想辦法提升 GPU 引擎本身的性能。事實(shí)證明，通過(guò)擴(kuò)大 HBM 內(nèi)存并轉(zhuǎn)向速度更快的 HBM3e 內(nèi)存，英偉達(dá)完全可以在現(xiàn)有 Hopper GPU 的設(shè)計(jì)之上帶來(lái)顯著的性能提升，無(wú)需添加更多 CUDA 核心或者對(duì) GPU 超頻。 明年還有新的大冤種？

身處摩爾定律末期，在計(jì)算引擎中集成 HBM 內(nèi)存所帶來(lái)的高昂成本已經(jīng)嚴(yán)重限制了性能擴(kuò)展。英偉達(dá)和英特爾在 Sapphire Rapids 至強(qiáng) Max CPU 上都公布了相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)數(shù)字。而無(wú)論英偉達(dá)接下來(lái)的 Blackwell B100 GPU 加速器具體表現(xiàn)如何，都基本可以斷定會(huì)帶來(lái)更強(qiáng)大的推理性能，而且這種性能提升很可能來(lái)自?xún)?nèi)存方面的突破、而非計(jì)算層面的升級(jí)。下面來(lái)看 B100 GPU 在 GPT-3 175B 參數(shù)模型上的推理能力提升：

因此，從現(xiàn)在到明年夏季之間砸錢(qián)購(gòu)買(mǎi)英偉達(dá) Hopper G200 的朋友，肯定又要被再割一波“韭菜”（當(dāng)然，這也是數(shù)據(jù)中心持續(xù)發(fā)展下的常態(tài)）。

最后：H200 GPU 加速器和 Grace-Hopper 超級(jí)芯片將采用更新的 Hopper GPU，配備更大、更快的內(nèi)存，且計(jì)劃于明年年中正式上市。也正因?yàn)槿绱?，我們才認(rèn)定 Blackwell B100 加速器雖然會(huì)在明年 3 月的 GTC 2024 大會(huì)上首次亮相，但實(shí)際出貨恐怕要等到 2024 年底。當(dāng)然，無(wú)論大家決定為自己的系統(tǒng)選擇哪款產(chǎn)品，最好現(xiàn)在就提交訂單，否則到時(shí)候肯定會(huì)一無(wú)所獲。