NVIDIA发布新一代H100 GPU核心 4nm工艺 1.8万核心

在GTC 2022大会上，NVIDIA发布新一代架构与核心，面向HPC高性能计算、AI人工智能的“Hopper”，对应核心编号“GH100”，同时发布的还有基于新核心的加速计算卡“H100”、AI计算系统“DGX H100”。

GH100核心采用台积电目前最先进的4nm工艺，而且是定制版，CoWoS 2.5D晶圆级封装，单芯片设计，集成多达800亿个晶体管，号称世界上最先进的芯片。完整版有8组GPC(图形处理器集群)、72组TPC(纹理处理器集群)、144组SM(流式多处理器单元)，每组SM有128个FP32 CUDA核心，总计18432个。显存支持六颗HBM3或者HBM2e，控制器是12组512-bit，总计位宽6144-bit。第四代Tensor张量核心，共有576个，另有60MB二级缓存。扩展互连支持PCIe 5.0、NVLink第四代，后者带宽提升至900GB/s，七倍于PCIe 5.0，相比A100也多了一半。整卡对外总带宽4.9TB/s。性能方面，FP64/FP32 60TFlops(每秒60万亿次)，FP16 2000TFlops(每秒2000万亿次)，TF32 1000TFlops(每秒1000万亿次)，都三倍于A100，FP8 4000TFlops(每秒4000万亿次)，六倍于A100。

H100计算卡采用SXM、PCIe 5.0两种形态，其中后者功耗高达史无前例的700W，相比A100多了整整300W。GPC虽然还是8组，但是SXM5版本只开启了62组TPC(魅族GPC屏蔽一组TPC)、128组SM，总计有15872个CUDA核心、528个Tensor核心、50MB二级缓存。PCIe 5.0版本更是只有57组TPC，SM虽然还是128组，但是CUDA核心只有14952个，Tensor核心只有456个。

DGX H100系统集成八颗H100芯片、搭配两颗PCIe 5.0 CPU处理器(Intel Sapphire Rapids四代可扩展至器?)，拥有总计6400亿个晶体管、640GB HBM3显存、24TB/s显存带宽。性能方面，AI算力32PFlops(每秒3.2亿亿次)，浮点算力FP64 480TFlops(每秒480万亿次)，FP16 1.6PFlops(每秒1.6千万亿次)，FP8 3.2PFlops(每秒3.2千亿次)，分别是上代DGX A100的3倍、3倍、6倍，而且新增支持网络内计算，性能3.6TFlops。同时配备Connect TX-7网络互连芯片，台积电7nm工艺，800亿个晶体管，400G GPUDirect吞吐量，400G加密加速，4.05亿/秒信息率。

DGX H100是最小的计算单元，为了扩展，这一次NVIDIA还设计了全新的VNLink Swtich互连系统，可以连接最多32个节点，也就是256颗H100芯片，称之为“DGX POD”。这么一套系统内，还有20.5TB HBM3内存，总带宽768TB/s，AI性能高达颠覆性的1EFlops(100亿亿亿次每秒)，实现百亿亿次计算。

系统合作伙伴包括Atos、思科、戴尔、富士通、技嘉、新华三、慧与、浪潮、联想、宁畅、超威。云服务合作伙伴包括阿里云、亚马逊云、百度云、Google云、微软Azure、甲骨文云、腾讯云。