英伟达引以为傲的GPU引领AI潮流,它赋能智能技术,助你畅游知识海洋,共创无限可能。从此,科技与商业碰撞交融,驱动人工智能发展,驱动未来革新变革。

2024-03-26 生活常识 关注公众号
随着AI浪潮席卷全球,图形处理单元(GPU)已成为全球科技领域的新宠。如今,一颗顶级GPU的价格已经突破了数万美元大关,成为炙手可热的高档商品。英伟达凭借其独特的GPU设计优势,利用市场对高性能产品的强烈需求增长而获得显著回报。GPU不仅是高效人工智能解决方案的核心组件,还可提供轻量级用户界面以服务于智能手机、笔记本电脑和平板电脑以及各类游戏机。GPU的独特性能在于:一方面,它可以生成复杂的三维场景和实体,用于包括电子竞技和计算机辅助设计在内的多个领域;另一方面,它通过多核并发处理特性,能够支持大量简单的操作,如文字处理和网页浏览。相较于传统的CPU,GPU的通用性和适用性使其在处理大量复杂计算任务时表现出色,助力AI技术的飞速发展。然而,当前GPU仍面临挑战,如处理器核的数量和运行速度不断提升,如何进一步优化计算效能和扩大应用场景以适应未来的需求将是我们业界需要深入探讨的话题。未来,我们有望看到更加高效、智能的GPU系统,它们将在自动驾驶、机器人技术和图像识别等领域发挥更大作用,推动全球AI产业的发展。

随着AI浪潮席卷全球,一种高科技硬件已成香饽饽,那便是图形处理单元,简称GPU。眼下一块顶级GPU可以卖到数万美元高价。

作为全球领先的GPU制造商,英伟达得益于市场对其产品需求激增,市场估值飙升至2万亿美元以上。

GPU不仅仅是高端人工智能产品,也能以相对低配版本服务手机、笔记本电脑和游戏机。

那么,GPU到底是什么?它厉害在哪儿?

GPU是什么?

GPU设计的初衷主要是快速生成和显示复杂的三维场景和实体,例如视频游戏和计算机辅助设计软件中涉及的场景和实体。现代GPU还能处理解压缩视频流等任务。

大多数计算机的“大脑”都是一块叫作中央处理单元的芯片,即CPU。CPU可用于生成图形场景和解压缩视频,但相比GPU,它们在执行这些任务时通常速度慢很多,效率也更低。CPU更适合一般计算任务,例如文字处理和浏览网页。

GPU与CPU有何不同?

一块典型的现代CPU816个“核”组成,每个核都能按顺序处理复杂任务。

GPU则拥有数千个相对更小的核,这些核被设计为同时(“并行”)工作,以实现快速的整体处理。这使得它们非常适合需要大量简单操作的任务——所有操作可以同时(而非一个接一个地)完成。

传统GPU有两种主要类型。第一种类型的传统GPU配有独立芯片,通常出现于大型台式计算机的附加卡中。第二种则将GPU与CPU组合在同一芯片封装内,此技术常见于笔记本电脑和PS5等游戏机中。在这两种类型中,CPU都控制GPU的工作。

为什么GPU令AI受益无穷?

事实证明,GPU的用途不仅限于生成图形场景。

人工智能背后的许多机器学习技术,例如深度神经网络,高度依赖各种形式的矩阵乘法。

矩阵乘法能将非常庞大的数集相乘并相加,非常适合并行处理,因此可以由GPU非常快速地执行。

GPU下一步怎么走?

由于核的数量及其运行速度的增加,GPU的数字运算能力正稳步增强。这方面提升主要源于台积电等芯片制造企业的技术改进。

作为计算机芯片的基本组件,单个晶体管的尺寸一直在缩小。单体越小,同等物理空间下所能放置的晶体管数量越多。

但这只是一方面。传统GPU虽然对于AI相关计算任务很有用,却不是最优选择。

GPU设计初衷是通过提供对图形的专门处理来加速计算机;此外也有一些加速器旨在加速机器学习任务——它们通常被称为“数据中心GPU”。

英伟达和AMD等公司研发的一些最热门加速器本是传统GPU,随着时间推移,这些产品设计不断发展,拥有了处理各种机器学习任务的能力,例如支持更高效的所谓“大脑浮点”(brain float)数字格式。

英伟达的旗舰级GPU,H100Hopper,由超过800亿个晶体管组成

其他加速器,例如谷歌的张量处理单元和Tenstorrent的Tensix Cores芯片,都是从头开始设计,被用于加速深度神经网络。

数据中心GPU和其他AI加速器通常比传统GPU附加卡配备更多内存,这对于训练大型AI模型至关重要。人工智能模型越大,GPU的能力就要越强,准确度越高。

为进一步加快训练速度,处理更大AI模型(例如ChatGPT),研发者可将许多数据中心GPU汇集到一起形成超级计算机。而这需要更复杂软件方可正确利用可用的数字处理能力。另一种方法则是创建一个非常大规模的加速器,例如芯片初创企业Cerebras生产的“晶圆级处理器”(wafer-scale processor)

专用芯片的前景如何?

CPU方面的发展并未停滞。AMD和英特尔的最新CPU内置低级指令,可加速深度神经网络所需的数字运算。这一附加功能主要有助于“推理”任务,即利用其他已经开发的AI模型。

要训练人工智能模型,首先需要类似GPU的大型加速器。

研发者可以就特定机器学习算法创建更专业的加速器。例如,最近初创企业Groq生产了一种“语言处理单元”(LPU),旨在沿用ChatGPT路线运行大型语言模型。

然而,创建种种专用处理器需大量工程资源。历史表明,任何爆火的机器学习算法都很快地达到顶峰然后式微——因此昂贵的专用硬件可能很快就过时。

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生活常识 09.14
全球多地遭遇罕见27小时地磁暴,未来是否仍会有类似现象发生?

全球多地遭遇罕见27小时地磁暴,未来是否仍会有类似现象发生?

空间天气官微发布新闻,宣布自9月12日起,地球持续出现超过27小时的地磁暴现象,包括6小时为Kp指数7的地磁暴,期间中国多地迎来了极光秀。同时,太阳的能量注入给地球高层大气造成影响,引发地磁暴并导致全球大气层变化。据预测,未来几天可能有小地磁暴、地磁活跃以及平稳到微扰的天气,需注意。

生活常识 09.14
幸运号码引千万财富,万州彩民再现神奇好运

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重庆万州彩民凭借孩子生日号码中得5注双色球二等奖,收获奖金180万元!

生活常识 09.14
人人该收藏的 5 个急救知识,关键时刻能救命!

人人该收藏的 5 个急救知识,关键时刻能救命!

"世界急救日"今年的主题为"急救与运动",旨在强调生活中的意外伤害应尽快就医的重要性,强调预防和提高公众的应急自救能力。

生活常识 09.14
别再犹豫!省医糕点房已经暂停出售月饼了

别再犹豫!省医糕点房已经暂停出售月饼了

"自今日起,为保障我院儿科急诊旁糕点房的正常就医秩序,儿科急诊旁糕点房将停止销售月饼。同时,院内自营销售门店盛意食府和线下经销商销售门店等多家商家将继续销售月饼。市民可通过线上购买或到指定地点选购。"

生活常识 09.14
江河冰源与澎湃冰川保护报告:为何我们要关注冰川?

江河冰源与澎湃冰川保护报告:为何我们要关注冰川?

全球气候变暖导致冰湖加速融化,多地出现冰川消融问题。这项最新研究表明,随着气候变暖加剧,冰川融化对环境的影响愈发明显。冰川消融现象日益严重,科学家们表示,我们需要加强对冰川保护的关注和重视,以防止气候变化对人类生存构成威胁。同时,持续的冰川保护报道也将为这一课题提供更多视角和知识。

生活常识 09.14
尘肺病患者的故事:一种与生命共存的奢侈体验

尘肺病患者的故事:一种与生命共存的奢侈体验

尘肺病,但在张海超“开胸验肺”事件后,政府和社会各方面的援助使越来越多的人得以治疗。随着尘肺病的关注度提高,更多的年轻工人都开始面临这样的困境。一家位于安徽无为市十里墩镇的石材切割工何生深感痛苦。然而他的生活并未因此而停止,他们的家人也为他们承担着沉重的压力。类似的病例还有许多。这是一次关于尘肺病和年轻人生活方式的深刻报道。

生活常识 09.14
尿酸过高?达标后是继续用药还是停止?专业的医学问答

尿酸过高?达标后是继续用药还是停止?专业的医学问答

血尿酸高的患者在体检时被发现在尿酸过高,这一现象与痛风有着密切的关系。血尿酸浓度和痛风的发生风险之间存在着明显的正向关系。降尿酸成为了治疗痛风的关键。然而,仅依靠控制血尿酸水平还不够,高尿酸血症是慢性肾病、高血压、心脑血管疾病及糖尿病等疾病的独立危险因素。因此,在有相应基础疾病的情况下,对血尿酸水平应更重视并采取早期干预措施。需要注意的是,血尿酸达标并不能标志着可以停止药物治疗,而应该根据具体的情况和原因来调整治疗方案。

生活常识 09.14