Επισκόπηση
Το InfiniBand είναι μια διασύνδεση υψηλής ταχύτητας και χαμηλής καθυστέρησης που συνδέει διακομιστές και GPU σε συμπλέγματα τεχνητής νοημοσύνης και το RDMA επιτρέπει σε ένα μηχάνημα να διαβάζει ή να γράφει τη μνήμη του άλλου χωρίς να εμπλέκεται η CPU. Μαζί είναι οι υδραυλικές εγκαταστάσεις που κρατούν χιλιάδες GPU τροφοδοτημένες με δεδομένα κατά τη διάρκεια της εκπαίδευσης μεγάλου μοντέλου.
Το InfiniBand and RDMA Networking είναι ένα τεχνικό δομικό στοιχείο που επηρεάζει την ποιότητα του μοντέλου, το κόστος υποδομής, τον λανθάνοντα χρόνο και την αξιοπιστία σε κλίμακα.
Βαθιά κατάδυση
Όταν εκπαιδεύετε ένα μοντέλο σε χιλιάδες GPU, το δίκτυο γίνεται συχνά το σημείο συμφόρησης και όχι τα τσιπ. Το InfiniBand είναι ένα ύφασμα μεταγωγής που έχει κατασκευαστεί ειδικά για αυτό: προσφέρει εύρος ζώνης ανά σύνδεση σε εκατοντάδες gigabit ανά δευτερόλεπτο (το NDR τρέχει στα 400 Gb/s) και λανθάνουσα κατάσταση κλίμακας μικροδευτερόλεπτων. Το βασικό του κόλπο είναι η Remote Direct Memory Access (RDMA), η οποία μετακινεί δεδομένα απευθείας μεταξύ της μνήμης δύο κόμβων, παρακάμπτοντας τον πυρήνα του λειτουργικού συστήματος και τα αντίγραφα της CPU που επιβραδύνουν το συνηθισμένο TCP/IP. Αυτή η «παράκαμψη πυρήνα» απελευθερώνει τους κύκλους της CPU και μειώνει την καθυστέρηση. Το InfiniBand παρέχει επίσης έλεγχο ροής υλικού για ένα ύφασμα χωρίς απώλειες και οι Quantum switches της NVIDIA και οι προσαρμογείς ConnectX κυριαρχούν στους υπερυπολογιστές AI. Το RoCE (RDMA μέσω Converged Ethernet) φέρνει παρόμοια οφέλη RDMA στα δίκτυα Ethernet.
Τεχνική διορατικότητα
Το RDMA λειτουργεί μέσω ρημάτων και ζευγών ουρών. Μια εφαρμογή δημοσιεύει αιτήματα εργασίας για αποστολή και λήψη ουρών. ο προσαρμογέας δικτύου (το HCA) τα διαβάζει και μεταφέρει δεδομένα απευθείας σε προκαταχωρισμένες, καρφιτσωμένες περιοχές μνήμης στον απομακρυσμένο κεντρικό υπολογιστή. Επειδή το NIC χειρίζεται τη μεταφορά σε υλικό και ο πυρήνας του λειτουργικού συστήματος παρακάμπτεται, υπάρχουν μηδενικά αντίγραφα δεδομένων και δεν υπάρχουν διακοπές CPU ανά πακέτο για τη μαζική μεταφορά. Ο έλεγχος ροής με βάση το επίπεδο σύνδεσης της InfiniBand αποτρέπει την υπερχείλιση του buffer, καθιστώντας το ύφασμα χωρίς απώλειες χωρίς καταιγίδες αναμετάδοσης.
Mastering InfiniBand και RDMA Networking
Το InfiniBand είναι μια διασύνδεση υψηλής ταχύτητας και χαμηλής καθυστέρησης που συνδέει διακομιστές και GPU σε συμπλέγματα τεχνητής νοημοσύνης και το RDMA επιτρέπει σε ένα μηχάνημα να διαβάζει ή να γράφει τη μνήμη του άλλου χωρίς να εμπλέκεται η CPU. Μαζί είναι οι υδραυλικές εγκαταστάσεις που κρατούν χιλιάδες GPU τροφοδοτημένες με δεδομένα κατά τη διάρκεια της εκπαίδευσης μεγάλου μοντέλου. Το InfiniBand and RDMA Networking είναι ένα τεχνικό δομικό στοιχείο που επηρεάζει την ποιότητα του μοντέλου, το κόστος υποδομής, τον λανθάνοντα χρόνο και την αξιοπιστία σε κλίμακα. Για να δημιουργήσετε βαθιά κατανόηση, αντιμετωπίστε το InfiniBand και το RDMA Networking ως λειτουργικό μοντέλο, όχι ως ένα μεμονωμένο χαρακτηριστικό: ορίστε τα επιθυμητά αποτελέσματα, διευκρινίστε τις υποθέσεις και διαχωρίστε τι μπορεί να κάνει το σύστημα αξιόπιστα από αυτό που εξακολουθεί να απαιτεί την κρίση των ειδικών.
Στην πράξη, ισχυρές ομάδες που χρησιμοποιούν InfiniBand και RDMA Networking βελτιστοποιούν τις επιλογές αρχιτεκτονικής, δεδομένων και υποδομής έναντι της αξιοπιστίας και του κόστους. Τεκμηριώνουν ρητά κριτήρια επιτυχίας, δοκιμάζουν με ρεαλιστικά δεδομένα και ροές εργασίας και επαναλαμβάνουν με βάση τα παρατηρούμενα μοτίβα αποτυχίας και όχι τις εφάπαξ νίκες αναφοράς. Αυτό είναι όπου η θεωρητική κατανόηση μετατρέπεται σε ανθεκτική ικανότητα σε όλα τα προϊόντα, την πολιτική και τις λειτουργίες.
Οι αποφάσεις για την αρχιτεκτονική καθορίζουν την απόδοση και το λειτουργικό κόστος για χρόνια. Ταυτόχρονα, η Βελτιστοποίηση ενός σημείου αναφοράς μπορεί να κρύψει ευρύτερες αδυναμίες του συστήματος. Η πιο ανθεκτική προσέγγιση είναι ο συνδυασμός της ταχύτητας πειραματισμού με την πειθαρχία διακυβέρνησης: εκτέλεση πιλότων, λήψη στοιχείων, δημοσίευση αρχείων καταγραφής αποφάσεων και συνεχής ενημέρωση των διασφαλίσεων καθώς εξελίσσονται η συμπεριφορά του μοντέλου, οι προσδοκίες των χρηστών και οι ρυθμιστικές απαιτήσεις.
Στρατηγικός αντίκτυπος
Οι αποφάσεις για την αρχιτεκτονική καθορίζουν την απόδοση και το λειτουργικό κόστος για χρόνια.
Οι αποφάσεις για την αρχιτεκτονική καθορίζουν την απόδοση και το λειτουργικό κόστος για χρόνια. Σε αναπτύξεις υψηλής ποιότητας, αυτό μεταφράζεται σε μετρήσιμους κανόνες λειτουργίας, όρια ιδιοκτησίας και επαναλαμβανόμενα τελετουργικά ελέγχου, ώστε οι ομάδες να μπορούν να κλιμακώνουν την εμπιστοσύνη αντί να κλιμακώνουν την ασάφεια.
Η τεχνική εκπαίδευση βοηθά τις ομάδες να επιλέξουν τη σωστή στοίβα, όχι μόνο τη νεότερη.
Η τεχνική εκπαίδευση βοηθά τις ομάδες να επιλέξουν τη σωστή στοίβα, όχι μόνο τη νεότερη. Σε αναπτύξεις υψηλής ποιότητας, αυτό μεταφράζεται σε μετρήσιμους κανόνες λειτουργίας, όρια ιδιοκτησίας και επαναλαμβανόμενα τελετουργικά ελέγχου, ώστε οι ομάδες να μπορούν να κλιμακώνουν την εμπιστοσύνη αντί να κλιμακώνουν την ασάφεια.
Οι καλύτερες επιλογές μηχανικής μειώνουν τα περιστατικά αξιοπιστίας στην παραγωγή.
Οι καλύτερες επιλογές μηχανικής μειώνουν τα περιστατικά αξιοπιστίας στην παραγωγή. Σε αναπτύξεις υψηλής ποιότητας, αυτό μεταφράζεται σε μετρήσιμους κανόνες λειτουργίας, όρια ιδιοκτησίας και επαναλαμβανόμενα τελετουργικά ελέγχου, ώστε οι ομάδες να μπορούν να κλιμακώνουν την εμπιστοσύνη αντί να κλιμακώνουν την ασάφεια.
Υλοποίηση σε πραγματικό κόσμο
Σύνδεση χιλιάδων GPU σε έναν υπερυπολογιστή τεχνητής νοημοσύνης, ώστε τα δεδομένα gradient να μετακινούνται μεταξύ κόμβων σε μικροδευτερόλεπτα κατά τη διάρκεια της κατανεμημένης εκπαίδευσης
Επιτρέποντας σε έναν διακομιστή να διαβάζει απευθείας τη μνήμη του άλλου (RDMA) για να επιταχύνει κατανεμημένα συστήματα αρχείων και βάσεις δεδομένων χωρίς επιβάρυνση CPU
Εκτέλεση λειτουργιών NCCL all-reduce μέσω InfiniBand για συγχρονισμό βαρών μοντέλων σε ένα σύμπλεγμα GPU
Χρήση RoCE για μεταφορά μεταφορών χαμηλής καθυστέρησης τύπου RDMA σε υπάρχοντα δίκτυα κέντρων δεδομένων Ethernet
Πρότυπα Υλοποίησης
InfiniBand και RDMA Networking στην πράξη
Συνδέοντας χιλιάδες GPU σε έναν υπερυπολογιστή τεχνητής νοημοσύνης, ώστε τα δεδομένα gradient να μετακινούνται μεταξύ κόμβων σε μικροδευτερόλεπτα κατά τη διάρκεια της κατανεμημένης εκπαίδευσης.
Συνδέοντας χιλιάδες GPU σε έναν υπερυπολογιστή τεχνητής νοημοσύνης, ώστε τα δεδομένα κλίσης να μετακινούνται μεταξύ κόμβων σε μικροδευτερόλεπτα κατά τη διάρκεια της κατανεμημένης εκπαίδευσης.
InfiniBand και RDMA Networking στην πράξη
Επιτρέποντας σε έναν διακομιστή να διαβάζει απευθείας τη μνήμη του άλλου (RDMA) για να επιταχύνει τα κατανεμημένα συστήματα αρχείων και τις βάσεις δεδομένων χωρίς επιβάρυνση της CPU.
Επιτρέποντας σε έναν διακομιστή να διαβάζει απευθείας τη μνήμη του άλλου (RDMA) για να επιταχύνει τα κατανεμημένα συστήματα αρχείων και τις βάσεις δεδομένων χωρίς επιβάρυνση CPU.
InfiniBand και RDMA Networking στην πράξη
Εκτέλεση λειτουργιών NCCL all-reduce μέσω του InfiniBand για συγχρονισμό των βαρών μοντέλων σε ένα σύμπλεγμα GPU.
Εκτέλεση λειτουργιών πλήρους μείωσης NCCL μέσω InfiniBand για συγχρονισμό των βαρών μοντέλων σε ένα σύμπλεγμα GPU. Οι ομάδες συνήθως έχουν καλύτερα αποτελέσματα όταν ορίζουν κατώφλια ποιότητας εκ των προτέρων, διατηρούν μια ανθρώπινη διαδρομή κλιμάκωσης για περιπτώσεις αιχμής και παρακολουθούν τόσο τα κέρδη παραγωγικότητας όσο και το κόστος σφαλμάτων με την πάροδο του χρόνου.
InfiniBand και RDMA Networking στην πράξη
Χρησιμοποιώντας το RoCE για τη μεταφορά μεταφορών χαμηλής καθυστέρησης τύπου RDMA σε υπάρχοντα δίκτυα κέντρων δεδομένων Ethernet.
Χρησιμοποιώντας το RoCE για να μεταφέρετε μεταφορές χαμηλής καθυστέρησης τύπου RDMA σε υπάρχοντα δίκτυα κέντρων δεδομένων Ethernet Οι ομάδες συνήθως έχουν καλύτερα αποτελέσματα όταν ορίζουν κατώφλια ποιότητας εκ των προτέρων, διατηρούν μια ανθρώπινη διαδρομή κλιμάκωσης για περιπτώσεις αιχμής και παρακολουθούν τόσο τα κέρδη παραγωγικότητας όσο και το κόστος σφαλμάτων με την πάροδο του χρόνου.
Κίνδυνοι & προστατευτικά κιγκλιδώματα
Η βελτιστοποίηση ενός σημείου αναφοράς μπορεί να κρύψει ευρύτερες αδυναμίες του συστήματος.
Το κόστος υποδομής και συντήρησης συχνά υποτιμάται.
Τα κενά ασφάλειας και παρατηρητικότητας μπορούν να αυξηθούν καθώς τα συστήματα γίνονται πιο πολύπλοκα.
Οδικός Χάρτης Εφαρμογής
Καθορίστε τους στόχους καθυστέρησης, ποιότητας και κόστους πριν από την εφαρμογή.
Καθορίστε τους στόχους καθυστέρησης, ποιότητας και κόστους πριν από την εφαρμογή. Αντιμετωπίστε κάθε βήμα ως πύλη αποδείξεων: εάν δεν πληρούνται τα κριτήρια, σταματήστε την κυκλοφορία, κλείστε το κενό και μόνο τότε επεκτείνετε τη χρήση.
Σημείο αναφοράς υπό ρεαλιστικές συνθήκες φορτίου και δεδομένων.
Σημείο αναφοράς υπό ρεαλιστικές συνθήκες φορτίου και δεδομένων. Αντιμετωπίστε κάθε βήμα ως πύλη αποδείξεων: εάν δεν πληρούνται τα κριτήρια, σταματήστε την κυκλοφορία, κλείστε το κενό και μόνο τότε επεκτείνετε τη χρήση.
Παρακολούθηση οργάνου για σφάλματα, μετατόπιση και επιπτώσεις από τον χρήστη.
Παρακολούθηση οργάνου για σφάλματα, μετατόπιση και επιπτώσεις από τον χρήστη. Αντιμετωπίστε κάθε βήμα ως πύλη αποδείξεων: εάν δεν πληρούνται τα κριτήρια, σταματήστε την κυκλοφορία, κλείστε το κενό και μόνο τότε επεκτείνετε τη χρήση.
Προετοιμάστε διαδρομές επαναφοράς και απόκρισης συμβάντος πριν την κλιμάκωση.
Προετοιμάστε διαδρομές επαναφοράς και απόκρισης συμβάντος πριν την κλιμάκωση. Αντιμετωπίστε κάθε βήμα ως πύλη αποδείξεων: εάν δεν πληρούνται τα κριτήρια, σταματήστε την κυκλοφορία, κλείστε το κενό και μόνο τότε επεκτείνετε τη χρήση.