h800nvlink服务器 hvh服务器
高性能GPU服务器集群拓扑及组网方案
高性能GPU服务器集群拓扑及组网方案
高性能GPU服务器硬件拓扑与集群组网，采用集群式架构，每台主机配备8块高性能GPU，包括A100、A800、H100、H800四种机型。典型8*A100GPU主机内部硬件架构包括高效互联的PCIe总线、NVLink、DCGM监视工具、NVSwitch交换芯片等。
PCIe技术提供高效数据传输，支持设备如CPU、内存、NVME、GPU和网卡通过PCIe总线互联。PCIe Gen5提供卓越性能，通过PCIe交换芯片实现多设备互联。
NVLink是NVIDIA开发的高速互联方式，同主机内不同GPU之间进行通信。NVLink技术演进体现在单条链路的Lane数量和每个Lane的双向带宽上，包括第一代20个Lane，带宽8Gb/s，到第四代36个Lane，带宽50Gb/s。
DCGM监视工具提供实时NVLink带宽数据，帮助跟踪GPU之间的通信，优化性能并避免瓶颈，确保运算流畅。
NVSwitch是封装在GPU模块上的NVIDIA交换芯片，不同于主机外的独立交换机。真机图显示浪潮机器中，8个盒子代表8片A100，散热片下的6块超厚散热片即为NVSwitch芯片。
NVLink Switch是NVIDIA在2022年推出的交换芯片，连接同一主机内的GPU，采用GPU模块上的交换芯片。此外，NVIDIA还推出了跨主机连接GPU设备的NVLink Switch，避免了传统交换机中名称容易混淆的问题。
HBM（High Bandwidth Memory）是通过将多个DDR芯片堆叠并封装到GPU中，实现每片GPU与自己显存的高速交互，显著提高数据传输速度和性能。
GPU训练性能依赖于数据传输速度，包括PCIe、内存、NVLink、HBM和网络带宽等关键因素。优化这些链路对最大化训练效率和输出至关重要。
8*A100/8*A800主机拓扑采用2-2-4-6-8-8架构，NVIDIA DGX A100配备8个A100 GPU，采用专业硬件拓扑，通过PCIe直接连接CPU存储网卡，支持高效数据传输和计算性能。官方推荐使用BF3 DPU，如果带宽要求满足，任何解决方案均可使用。
组网方面，GPU节点互联架构采用计算网络，GPU网卡直连至置顶交换机（leaf），leaf以全连接拓扑连接至spine，构建跨主机GPU计算网络。存储网络连接到CPU的高速网络，用于数据读取、写入和管理。选择实现AI高性能所需的RDMA技术，两种选项为基于乙太网的RoCE和专用于高速数据传输的InfiniBand。
数据链路带宽分析指出，单机8卡A100主机带宽瓶颈包括NVLink 3：400GB/s、PCIe 4.0：32GB/s和CPU内存：256GB/s。400Gbps网卡仅在支持PCIe Gen5的机型中发挥性能。GPU主机外形规格包括H100芯片内部架构、全新设计的硬件拓扑等。
组网方面，L40S与A100配置及特点对比，L40S的优势在于快速上市和成本优势。性能对比建议使用两台4卡L40S服务器与单台8卡A100服务器进行对比，性能提升需要200Gbps RoCE或IB网络支持。L40S架构优化数据路径，采用单机4卡设计消除主机带宽瓶颈，提供两种链路选择，实现高效数据通信和整体性能提升。
L40S卡间带宽相比A100 NVLINK（12倍）和A800 NVLink（8倍）较逊色，限制了在数据密集交互的基础大模型训练中的应用。测试时需搭配200Gbps交换机以发挥卡间性能。创新的PCIe/RoCE/IB架构优化数据路径，提升性能。
高性能GPU服务器硬件拓扑与组网全攻略
高性能GPU服务器硬件拓扑与集群组网全攻略
在大模型训练领域，采用8卡GPU集群成为了普遍选择，例如A100、A800、H100、H800等机型。以8*A100 GPU主机为例，其内部硬件拓扑高效且强大，为训练提供了强有力的支持。
典型的8卡A100主机硬件拓扑包括PCIe交换芯片、NVLink、NVSwitch、HBM等组件，它们协同工作，实现了高效的设备互联和数据传输。PCIe交换芯片支持多种设备接入，展现了技术的卓越发展。NVLink则是一种高速互联方式，用于连接同主机内的不同GPU，其演进历程涵盖了1至4代，核心差异在于单条链路的lane数量及每lane的双向带宽。NVSwitch芯片封装在GPU模块上，专门用于连接同主机内的GPU设备。DCGM工具能精准捕捉实时NVLink带宽数据，确保性能无懈可击。HBM技术将多个DDR芯片堆叠到GPU上，使得每片GPU和它自己的显存交互时，速度得到了显著提升，最高可提升一个量级。
在组网方面，GPU节点通常通过置顶交换机连接，形成高效计算网络。存储网络则通过直接连接CPU的两张网卡融入另一网络，旨在支撑计算与存储网络的性能。数据链路带宽瓶颈分析显示，400Gbps网卡在一些配置中效能受限，需要PCIe Gen5支持才能发挥其潜力。对于H100芯片，主机内硬件拓扑经过优化，包括NVSwitch芯片的数量减少、与CPU的互联技术升级至PCIe Gen5，双向带宽高达128GB/s，显著提升了数据传输效率。
对于L40S GPU主机，其时间到市场极短，得益于技术和非技术因素的双重优化，使其成为快速获取产品的好选择。相较于A100，L40S在配置和性能上具有竞争力，但官方推荐的单机配置为4卡而非8卡，原因是8卡配置需引入额外的PCIe Gen5 Switch芯片，增加了复杂性和潜在风险。官方建议4卡机型搭配200Gbps RoCE/IB组网，以实现高效、低延迟的数据传输。
在数据密集交互的基础大模型训练中，L40S并非理想选择，因为卡间带宽相较于A100 NVLINK慢12倍，较A800 NVLink慢8倍。在测试单机4卡L40S机器时，搭配200Gbps交换机至关重要，否则无法发挥卡间性能。如果您对此有任何看法或见解，欢迎在评论区留言探讨和分享。
