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原文链接:https://blogs.nvidia.com/blog/think-smart-dynamo-ai-inference-data-center/
原文作者:NVIDIA Blog
在人工智能时代,企业正以前所未有的速度采用生成式AI(GenAI),以提升客户体验、加速创新并提高运营效率。但随着AI模型规模的不断扩大,部署和扩展AI推理解决方案的成本正在飙升。
AI推理正在成为数据中心内增长最快的应用,但目前的效率低下,限制了其大规模部署。要实现GenAI的全部潜力,数据中心必须变得更智能,才能管理巨大的计算需求,并在不增加成本的情况下快速扩展。
英伟达(NVIDIA)正在引领这一转变。我们正在通过Dynamo AI推理平台,帮助企业利用更智能的架构实现AI推理的规模化部署,从而将效率提高3倍以上,降低总体拥有成本(TCO)。
Think Smart:从“更大”到“更智能”的转变
在过去十年中,我们专注于构建更大的AI模型和更大的GPU。现在,随着模型规模达到数万亿参数,我们需要更智能的方法来高效地利用这些资源。
Dynamo AI推理平台通过将AI工作负载的整个生命周期——从数据摄取到模型推理——进行优化,为企业提供了实现AI规模化部署的蓝图。
这种“Think Smart”的策略依赖于三大支柱:智能化的数据管理、高效的AI软件栈和优化的硬件架构。
智能化的数据管理
AI工作负载需要处理海量数据。传统的系统往往在数据传输和预处理阶段效率低下。Dynamo AI强调在数据进入推理引擎之前进行智能化处理。
- 数据预处理和特征工程:在GPU上高效执行,减少CPU瓶颈。
- 数据缓存和分层:利用高速内存层(如HBM)智能缓存最常用的数据块,以最小化延迟。
- 数据管道加速:通过NVIDIA BlueField DPUs和ConnectX网络适配器,确保数据流的无缝和高速传输。
“我们不能再指望硬件的线性扩展来解决所有问题。数据本身的处理方式必须智能化。”
高效的AI软件栈
软件是决定AI推理效率的关键。Dynamo AI基于英伟达的CUDA生态系统和推理优化库,确保了最高的执行效率。
TensorRT-LLM是这一栈的核心,它通过以下方式优化大型语言模型(LLM):
- 量化技术:将模型权重从FP16或FP32降至INT8或更低精度,显著减少内存占用和计算量,同时保持高准确性。
- 内核融合(Kernel Fusion):将多个小的计算操作合并为一个大的、高效的GPU内核操作,减少内存访问和内核启动开销。
- PagedAttention:优化LLM的注意力机制内存管理,减少内存碎片,提高吞吐量。
通过这些软件优化,同一个GPU集群可以处理更多的并发请求,显著提升资源利用率。
优化的硬件架构
Dynamo AI的“智能”也体现在硬件的选择和配置上,特别是对于推理任务,我们需要不同于训练任务的资源分配。
1. GPU选择:对于推理,我们更侧重于具有高内存带宽和优秀稀疏性支持的GPU(如H100或即将推出的 Blackwell 架构),而不是单纯追求峰值TOPS(每秒万亿次操作)。
2. 网络互联:使用NVIDIA Quantum-2 InfiniBand或Spectrum-X Ethernet,确保多GPU和多节点推理集群之间的高速、低延迟通信。
3. CPU与GPU的协同:优化CPU(如英伟达的Grace CPU)与GPU之间的协作,确保CPU端的数据准备工作不会成为瓶颈。
实例分析:效率提升3倍以上
通过实施Dynamo AI策略,我们看到关键指标的大幅改善。例如,在处理一个常见的企业级问答系统时,通过优化数据加载和TensorRT-LLM的推理优化,我们实现了以下效果:
- 吞吐量提升:在相同硬件配置下,并发请求处理能力提高了2.5倍。
- 延迟降低:99%的请求延迟(P99 Latency)降低了40%。
- TCO降低:由于资源利用率的提高,每单位服务的成本下降了超过60%。
这表明,通过“Think Smart”的方法,企业可以更经济、更快速地在生产环境中部署尖端的AI应用,而不是一味追求堆叠更多的GPU。
未来展望:持续的智能化
Dynamo AI推理平台不仅仅是一个静态的解决方案,它是一个持续进化的框架。随着新的AI模型和硬件的发布,该平台将集成更先进的算法,例如更细粒度的动态批处理(Dynamic Batching)和模型稀疏化技术。
英伟达致力于提供一个端到端、可扩展的解决方案,使企业能够从其AI投资中获得最大价值。“Think Smart”是释放数据中心中GenAI潜能的关键。
了解更多关于英伟达AI推理平台的信息,请访问我们的官方文档和技术白皮书。
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