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隨著ChatGPT的爆火，黃仁勛最近頻頻強(qiáng)調(diào)：“我們正處于AI的iPhone時刻”。GTC上，他對媒體詳解了這一觀點(diǎn)的由來，在他看來——一個新的計(jì)算平臺已經(jīng)開發(fā)出來了。
過去大約每15年一波的科技潮流中，不論是PC革命、互聯(lián)網(wǎng)革命、云計(jì)算、移動云等等，每一波潮流都創(chuàng)建出了一個新的計(jì)算平臺，新的應(yīng)用程序由此產(chǎn)生，業(yè)界用一種新的方式對計(jì)算機(jī)進(jìn)行編程。而這一次，ChatGPT劃時代地“使人類語言成為新的編程方式”。
“我們只需要告訴ChatGPT想要什么，它就可以理解我們的意圖，給出令人驚嘆的結(jié)果”，黃仁勛說道，“這意味著，人們可以用任何語言‘編程’，不論是英語、中文、法語、日語……人工智能的發(fā)展正因此而變得更加通用——這是一個臨界點(diǎn)的時刻，也是非常重要的過渡?！?/p>
ChatGPT背后的AI超級計(jì)算機(jī)
毫無疑問，NVIDIA技術(shù)是這一波生成式 AI發(fā)展的基礎(chǔ)，黃仁勛講述了NVIDIA如何在變革初期就已參與進(jìn)來。早在2016年，他就向OpenAI親手交付了第一臺NVIDIA DGX AI超級計(jì)算機(jī)，這也是支持ChatGPT大型語言模型突破背后的引擎。
黃仁勛表示：“如果把加速計(jì)算比作曲速引擎，那么AI就是動力來源。生成式AI的非凡能力，使得企業(yè)產(chǎn)生了緊迫感，他們需要重新構(gòu)思產(chǎn)品和商業(yè)模式?！?/p>
值得一提的是，最初作為 AI 研究儀器使用的NVIDIA DGX超級計(jì)算機(jī)現(xiàn)已在世界各地的企業(yè)中全天候運(yùn)行，用于完善數(shù)據(jù)和處理 AI?！敦?cái)富》100 強(qiáng)企業(yè)中有一半都安裝了DGX AI超級計(jì)算機(jī)。
而隨著ChatGPT大型語言模型連接到辦公自動化、辦公應(yīng)用程序和生產(chǎn)力應(yīng)用程序等，AI將無所不在，而DGX 超級計(jì)算機(jī)將有望成為“現(xiàn)代AI工廠”。
無止境的算力需求下，如何實(shí)現(xiàn)“可持續(xù)”計(jì)算？
伴隨生成式AI的爆發(fā)式應(yīng)用，一個可預(yù)見的趨勢是：AI模型、數(shù)據(jù)量將越來越大，導(dǎo)致所需的算力規(guī)模也越來越大。與傳統(tǒng)計(jì)算相比，GPU的耗電量也是業(yè)界的“吐槽點(diǎn)”。那么，在這樣的趨勢下，NVIDIA如何應(yīng)對能耗問題，從而符合綠色節(jié)能的可持續(xù)發(fā)展方向？
黃仁勛告訴<與非網(wǎng)>，可持續(xù)非常重要，也是NVIDIA的關(guān)注重點(diǎn)。他指出，AI加速計(jì)算在當(dāng)今世界的計(jì)算中只占很小一部分。事實(shí)上，在過去40年的發(fā)展中，世界上絕大多數(shù)計(jì)算都是由摩爾定律驅(qū)動的。但是，在過去5年左右，摩爾定律開始急劇放緩，這是因?yàn)槲覀冊诒平锢韺W(xué)的極限，我們可以縮小晶體管，但不能縮小原子。一個隨之而來的挑戰(zhàn)就是：如果摩爾定律結(jié)束，世界會發(fā)生什么？
“現(xiàn)在，我們需要的計(jì)算量更大了。但是，性能每提高10倍，或吞吐量提高10倍，功耗就增加10倍、成本增加10倍，這是不可持續(xù)的”，黃仁勛表示，“因此，我們首要做的一件事就是加快每一個可能的工作量。”
加速計(jì)算之所以有效，就因?yàn)樗侨珬５?。它發(fā)明了新的軟件、新的算法、新的芯片、新的系統(tǒng)，對于每個應(yīng)用程序域，通過執(zhí)行這樣全棧的操作，可以將計(jì)算性能顯著提升。例如在計(jì)算光刻領(lǐng)域，作為EDA工作中計(jì)算最密集的應(yīng)用程序，加速計(jì)算可以將其性能提高50倍、功耗和成本降低近10倍。
“這就是加速計(jì)算要做的事情，一項(xiàng)接一項(xiàng)工作負(fù)載、一個接一個應(yīng)用程序域”，黃仁勛表示。比如在數(shù)據(jù)中心，通過加速工作負(fù)載，就可以減少電力使用，從而可以將其轉(zhuǎn)移到新的增長中。“如果通過加速回收10倍的動力，想象一下我們有多少增長機(jī)會？”，他強(qiáng)調(diào)。
至于實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的具體手段是什么？黃仁勛強(qiáng)調(diào)，“第一，我們必須加快應(yīng)用程序的速度；第二就是AI?！彼忉屨f，我們今天用于仿真模擬的方法是所謂的第一原理，它基本適用于物理定律。（注：在物理中，第一原理(First Principle)是指不需要任何經(jīng)驗(yàn)設(shè)定與擬合參數(shù)，只從最基本的物理定律出發(fā)，就可以推出系統(tǒng)的基本性質(zhì)。）
就像小狗能夠跳起來接住拋到空中的球一樣，它能夠僅憑經(jīng)驗(yàn)就預(yù)測到球的飛行位置，訓(xùn)練AI也是如此，“我們通過教AI物理定律，可以讓AI有能力將計(jì)算量減少1萬或10萬倍。一旦AI可以利用知識、利用技能來預(yù)測物理，就可以有效節(jié)省計(jì)算量，從而節(jié)約能源”，黃仁勛指出。
加速計(jì)算光刻的“iPhone時刻”
正如上文中黃仁勛提到的計(jì)算光刻應(yīng)用，隨著當(dāng)前生產(chǎn)工藝接近物理學(xué)極限，NVIDIA將加速計(jì)算引入到計(jì)算光刻領(lǐng)域，通過cuLitho助力ASML、TSMC和Synopsys等半導(dǎo)體頭部企業(yè)加速新一代芯片的設(shè)計(jì)和制造。
據(jù)了解，TSMC、Synopsys 正在將NVIDIA cuLitho 計(jì)算光刻技術(shù)軟件庫整合到最新一代 NVIDIA Hopper架構(gòu)GPU的軟件、制造工藝和系統(tǒng)中。ASML也正在就GPU和cuLitho與NVIDIA 展開合作，并計(jì)劃在其所有計(jì)算光刻軟件產(chǎn)品中加入對 GPU 的支持。
在計(jì)算光刻領(lǐng)域引入加速計(jì)算的意義究竟是什么？
毋庸置疑，芯片產(chǎn)業(yè)幾乎是每一個行業(yè)的基礎(chǔ)。而在半導(dǎo)體制造過程中，光刻技術(shù)決定著芯片晶體管的尺寸，NVIDIA cuLitho 計(jì)算光刻技術(shù)軟件庫可為2納米及更高工藝奠定基礎(chǔ)。
類似于在攝影中將底片上的圖像曝光到相紙上一樣，光刻工藝?yán)霉庠诠?a class="article-link" target="_blank" href="/tag/%E6%99%B6%E5%9C%86/">晶圓上生成表示芯片設(shè)計(jì)的圖案。計(jì)算光刻的作用就是補(bǔ)償因衍射或光學(xué)、抗蝕劑和蝕刻鄰近效應(yīng)而導(dǎo)致的任何圖像誤差。借助OPC軟件，開發(fā)者可以利用算法和數(shù)學(xué)方法以及大量仿真工作來操控光線，從而實(shí)現(xiàn)計(jì)算光刻過程。
這個過程涉及到利用各種各樣的“假設(shè)”場景來找到正確的配置，以盡可能地提高轉(zhuǎn)印圖案的準(zhǔn)確性。例如，在光線周圍投射一些精心挑選的合適偽影，比如可以操控光線的襯線，可以在晶圓上生成更接近原始掩模的圖案。
計(jì)算光刻作為一項(xiàng)資源密集型工作，通常需要大量數(shù)據(jù)中心來處理相關(guān)計(jì)算和仿真運(yùn)行。這一過程可能需要很長的時間，即使是使用最強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)也是如此。與此同時，開發(fā)者希望在芯片上封裝更多的晶體管，這進(jìn)一步增加了光刻的挑戰(zhàn)，此外，計(jì)算工作負(fù)荷也是只增不減。計(jì)算光刻的仿真環(huán)節(jié)成為該過程最耗時的部分之一，因?yàn)楣饪踢^程中每個步驟的詳細(xì)模型都需要進(jìn)行仿真。全芯片應(yīng)用中可能有數(shù)百萬個Tile，因此必須具有超快的掩模合成計(jì)算速度。
為了實(shí)現(xiàn)所需的性能提升，將cuLitho集成到Synopsys全芯片掩模合成解決方案和Proteus ILT逆光刻技術(shù)中并進(jìn)行優(yōu)化，可在新一代NVIDIA Hopper架構(gòu)GPU上運(yùn)行。如此一來，傳統(tǒng)配置上需要40000個CPU的系統(tǒng)，僅需要500個NVIDIA DGX H100節(jié)能型GPU系統(tǒng)。計(jì)算光刻工藝的所有部分都可以并行運(yùn)行，減少所需功耗并且運(yùn)行時間從數(shù)周縮短到數(shù)天。
生成式AI需要充分的供應(yīng)鏈準(zhǔn)備
在生成式AI需求爆發(fā)式增長的背景下，黃仁勛認(rèn)為，行業(yè)需要進(jìn)行充分的供應(yīng)鏈準(zhǔn)備，以滿足全球?qū)I的需求。
為了幫助企業(yè)部署處于快速發(fā)展的生成式 AI 模型，黃仁勛發(fā)布了用于 AI 視頻、圖像生成、大型語言模型部署和推薦器推理的推理平臺。這些平臺將NVIDIA的全套推理軟件與最新的 NVIDIA Ada、Hopper和Grace Hopper處理器相結(jié)合，包括用于AI視頻的NVIDIA L4 Tensor Core GPU和用于大型語言模型部署的NVIDIA H100 NVL GPU。
同時，NVIDIA AI Foundations云服務(wù)系列，也可以為需要構(gòu)建、完善和運(yùn)行自定義大型語言模型及生成式 AI 的客戶提供服務(wù)，加速企業(yè)使用生成式 AI 的工作。
據(jù)黃仁勛透露，會將由八塊旗艦版A100或H100芯片集成的DGX超級AI計(jì)算系統(tǒng)通過租賃的方式開放給企業(yè)，每月租金37000美元，以加速這輪大語言模型引領(lǐng)的AI浪潮。
據(jù)了解，通過與云服務(wù)供應(yīng)商合作，NVIDIA在歐美提供DGX系統(tǒng)AI超級計(jì)算機(jī)的能力；在中國，也有特別定制的Ampere和Hopper芯片（A800和H800），通過中國的云服務(wù)供應(yīng)商，比如阿里巴巴、騰訊、百度等企業(yè)提供落地能力?！拔彝耆嘈潘麄冇心芰θヌ峁╉敿壍南到y(tǒng)服務(wù)，對于中國初創(chuàng)企業(yè)來說，也一定有機(jī)會來開發(fā)自己的大語言模型”，黃仁勛表示。
寫在最后
GTC期間，黃仁勛和OpenAI聯(lián)合創(chuàng)始人、首席科學(xué)家Ilya Sutskever 進(jìn)行了一場爐邊對話。Ilya Sutskeve感慨自己從業(yè)20余年，看著AI從“小透明”到震驚人類：“它還是那個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，只是變得更大，在更大的數(shù)據(jù)集上以不同的方式訓(xùn)練，但是訓(xùn)練的基礎(chǔ)算法都是一樣的，這是最令我驚訝的！”
黃仁勛也感慨，“在我們相識的十多年時間里，關(guān)于訓(xùn)練的模型和數(shù)據(jù)（從AlexNet訓(xùn)練到現(xiàn)在），已經(jīng)擴(kuò)大到100萬倍。在計(jì)算機(jī)科學(xué)界，當(dāng)時沒有人會相信這十年間，計(jì)算量會擴(kuò)大到100萬倍。”
但這就是一個正在發(fā)生的事實(shí)——由于生成式AI，訓(xùn)練的規(guī)模增大了很多。而業(yè)界對于生成式AI的大量推理運(yùn)用，正導(dǎo)致AI處于拐點(diǎn)。
