近年來(lái)，隨著千億級(jí)參數(shù)模型的崛起，AI訓(xùn)練對(duì)算力的需求呈現(xiàn)指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。傳統(tǒng)服務(wù)器架構(gòu)在應(yīng)對(duì)分布式訓(xùn)練、高并發(fā)計(jì)算和顯存優(yōu)化等場(chǎng)景時(shí)逐漸顯露瓶頸。而RAKsmart為超大規(guī)模模型訓(xùn)練提供了全新的算力解決方案。

超大規(guī)模模型訓(xùn)練的算力困境

當(dāng)前AI模型的訓(xùn)練成本與參數(shù)規(guī)模呈非線性增長(zhǎng)關(guān)系。以1750億參數(shù)的GPT-3為例，其單次訓(xùn)練需消耗近128萬(wàn)GPU小時(shí)，而更復(fù)雜的多模態(tài)模型對(duì)算力的需求已突破傳統(tǒng)服務(wù)器的承載極限。行業(yè)普遍面臨三大挑戰(zhàn)：

顯存墻限制：?jiǎn)蝹€(gè)GPU的顯存容量難以容納超大型模型的參數(shù)與梯度數(shù)據(jù);

通信效率瓶頸：分布式訓(xùn)練中，跨節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸延遲導(dǎo)致計(jì)算資源閑置率高達(dá)30%;

能源成本失控：傳統(tǒng)集群的能效比(TFLOPS/Watt)難以滿足千卡級(jí)訓(xùn)練任務(wù)的經(jīng)濟(jì)性要求。

這些痛點(diǎn)直接制約著AI研發(fā)效率與商業(yè)落地進(jìn)程。

RAKsmart的AI原生架構(gòu)設(shè)計(jì)

針對(duì)上述挑戰(zhàn)，RAKsmart提出“硬件-軟件-網(wǎng)絡(luò)”三位一體的AI原生架構(gòu)，通過(guò)深度協(xié)同設(shè)計(jì)打破算力天花板。

1.硬件層：異構(gòu)計(jì)算與高速互聯(lián)

GPU集群優(yōu)化：采用NVIDIAH100TensorCoreGPU構(gòu)建計(jì)算單元，通過(guò)NVLink4.0實(shí)現(xiàn)單節(jié)點(diǎn)8卡間900GB/s的帶寬，較PCIe5.0提升7倍;

顯存擴(kuò)展技術(shù)：集成ZeRO-3(零冗余優(yōu)化器)與梯度分片算法，將模型參數(shù)動(dòng)態(tài)分配到多GPU顯存中，支持單集群訓(xùn)練參數(shù)量突破萬(wàn)億級(jí);

存儲(chǔ)加速方案：配置Optane持久內(nèi)存與NVMeSSD組成的混合存儲(chǔ)池，實(shí)現(xiàn)訓(xùn)練數(shù)據(jù)預(yù)處理吞吐量達(dá)40GB/s，較傳統(tǒng)方案提升5倍。

2.軟件層：框架深度調(diào)優(yōu)

分布式訓(xùn)練加速：針對(duì)PyTorch、DeepSpeed等框架定制通信庫(kù)，將AllReduce操作延遲降低至15μs(行業(yè)平均50μs)，梯度同步效率提升70%;

動(dòng)態(tài)資源調(diào)度：基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)開(kāi)發(fā)智能調(diào)度引擎，可實(shí)時(shí)感知訓(xùn)練任務(wù)的計(jì)算密度，自動(dòng)調(diào)整GPU/CPU資源配比，使集群利用率穩(wěn)定在92%以上;

容錯(cuò)機(jī)制創(chuàng)新：采用Checkpoint快照壓縮技術(shù)，將模型保存間隔從30分鐘縮短至5分鐘，故障恢復(fù)時(shí)間減少80%。

3.網(wǎng)絡(luò)層：低延遲拓?fù)渲貥?gòu)

部署RoCEv2(RDMAoverConvergedEthernet)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)間200Gbps超低延遲通信;

采用Dragonfly拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，確保任意兩節(jié)點(diǎn)間最大跳數(shù)不超過(guò)3，使大規(guī)模集群的通信效率衰減率控制在8%以內(nèi)(傳統(tǒng)FatTree架構(gòu)為25%)。

通過(guò)硬件重構(gòu)、算法協(xié)同與網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新，RAKsmart不僅解決了超大規(guī)模模型訓(xùn)練的算力困境，更重新定義了AI時(shí)代的基礎(chǔ)設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)。想了解更多服務(wù)器相關(guān)內(nèi)容請(qǐng)關(guān)注RAKsmart網(wǎng)站。

審核編輯 黃宇