NVIDIA推出新加速运算Hopper架构 H100 GPU扩大AI领先地位

NVIDIA（辉达）今日宣布推出采用NVIDIA Hopper架构的新一代加速运算平台，效能较上一代平台呈指数级成长。这个以美国电脑科学家先驱Grace Hopper命名的全新架构，将接替两年前推出的NVIDIA Ampere架构。

NVIDIA亦宣布推出首款采用Hopper架构的GPU产品NVIDIA H100，这款GPU封装了800亿个电晶体，是全球最大且效能最强大的加速器，具突破性的功能，例如革命性的Transformer Engine及具高度扩展性的NVLink互连技术，可用於推动极大规模的AI语言模型、深度推荐系统、基因组学和复杂的数位孪生等领域的发展。

NVIDIA创办人暨执行长黄仁勋表示：「资料中心将成为AI工厂，用来处理海量资料并从中提炼出宝贵的智慧。NVIDIA H100是全球AI基础设施的引擎，让企业得以加速推动各项AI业务的进展。」

NVIDIA H100 GPU为加速大规模AI及高效能运算树立了新标准，并带来六项突破性创新：

全球最先进的晶片：H100拥有800亿个电晶体，采用台积电4N制程、专为满足NVIDIA加速运算需求而设计，在加速AI、高效能运算、记忆体频宽、互连和通讯方面具有重大进展，包括每秒近5TB的外部连接速度。

H100是首款支援PCIe Gen5及首款使用HBM3的GPU产品，提供每秒3TB的记忆体频宽。20个H100 GPU便足以支撑全世界的网路流量，让客户得以运行先进的推荐系统和大型语言模型，即时使用各项资料进行推论。

全新Transformer Engine：Transformer已是自然语言处理的首选标准模型，是史上最重要的深度学习模型之一。相较於前一代产品，H100加速器的Transformer Engine能够将这些网路的速度提高六倍，又不失其精度。

第二代安全多执行个体GPU：多执行个体GPU（Multi-Instance GPU；MIG）技术可以将一个GPU分割成七个较小、完全隔离的执行个体以处理各类工作。Hopper架构在云端环境里为每个GPU执行个体提供安全的多租户配置，将MIG的能力较前一代扩大高达七倍。

机密运算：H100是全球首款具有机密运算能力的加速器，可以在处理AI模型和客户资料时加以保护。对於医疗照护和金融服务等对隐私极为敏感的产业，在进行联邦学习时同样能运用机密运算，在共享的云端基础设施上也同样可行。

第四代NVIDIA NVLink：为加快最大型AI模型的运作速度，以NVLink搭配全新的外部NVLink交换器，将NVLink当成伺服器以外的垂直扩展网路，相较於使用NVIDIA HDR Quantum InfiniBand的前一代产品，能以超过九倍的频宽连接多达256个 H100 GPU。

DPX指令：与使用CPU相比，全新DPX指令将用於众多演算法（包括路线最隹化及基因组学）的动态规画执行速度加快高达40倍；而与使用前一代的GPU相比，速度加快了七倍。这包括为动态仓库环境中的自主机器人车队寻找最隹路线的Floyd-Warshall演算法，以及用於DNA和蛋白质分类及折叠的序列比对Smith-Waterman演算法。

H100的多项技术创新扩大了NVIDIA在AI推论和训练的领先地位，使NVIDIA能够利用巨大的AI模型做到即时和沉浸式应用。

H100让聊天机器人可以使用全球最强大的单体transformer语言模型Megatron 530B，其传输量超过前一代产品达30倍，同时满足即时对话式AI所需的次秒级延迟。H100同时让研究人员和开发人员能够训练像是Mixture of Experts这类大规模模型，包含3,950亿个叁数，能将速度提高达九倍，将训练时间从过去所需的数周减少到数日便能完成。

NVIDIA H100可以部署在各类型的资料中心内，包括企业内部、云端、混合云和边缘。预计今年稍晚透过全球各大云端服务供应商及电脑制造商供货，也可以直接向NVIDIA购买。

NVIDIA第四代DGX系统DGX H100搭载八个H100 GPU，可在全新FP8精度下提供32 petaflops的AI运算表现，这个规模足以满足大型语言模型、推荐系统、医疗研究及气候科学的大规模运算需求。

透过第四代NVLink技术连接DGX H100系统中的每个GPU，能提供每秒900GB的连接速度，高出前一代产品1.5倍。NVSwitch技术让八个H100 GPU能透过NVLink连接。一台外部NVLink交换器可以连接新一代NVIDIA DGX SuperPOD超级电脑中多达32个DGX H100节点。

Hopper已经获得各大云端服务供应商的支持，包括阿里云、Amazon Web Services（AWS）、百度智能云、Google Cloud、Microsoft Azure、Oracle Cloud和腾讯云，这些业者计画将提供基於H100的执行个体。

全球一级系统制造商预计将推出多款搭载H100加速器的伺服器产品，包括源讯（Atos）、BOXX Technologies、思科（Cisco）、戴尔科技（Dell Technologies）、富士通（Fujitsu）、技嘉（GIGABYTE）、新华三（H3C）、慧与科技（Hewlett Packard Enterprise）、浪潮（Inspur）、联想（Lenovo）、Nettrix与美超微（Supermicro）。

H100将有SXM和PCIe两种规格，以满足各种伺服器的设计要求。同时也将推出一款融合加速器，将H100 GPU搭配NVIDIA ConnectX-7 400Gb/s InfiniBand及Ethernet SmartNIC。

H100 SXM规格将用於HGX H100伺服器主机板上，提供四路和八路配置，供企业在一台伺服器和多台伺服器上的应用程式扩大到多个GPU上。搭载HGX H100的伺服器为AI训练和推论、资料分析和高效能运算应用程式提供最隹运算表现。

H100 PCIe规格使用NVLink来连接两个GPU，提供较PCIe 5.0还要高出七倍的频宽，为在主流企业伺服器上运行的应用程式提供出色效能。PCIe的规格尺寸让此产品能够轻松地被纳入现有的资料中心基础设施中。

全新的融合加速器H100 CNX则是将H100搭配ConnectX-7 SmartNIC，为企业资料中心的多节点AI训练，以及边缘的5G讯号处理等I/O密集型应用程式提供突破性的效能。

采用NVIDIA Hopper架构的GPU还能搭配NVIDIA Grace CPU，後者具备超高速NVLink-C2C互连技术，与PCIe 5.0相比，CPU与GPU之间的资料传输速度提高七倍以上。这样的组合诞生出Grace Hopper超级晶片，用於巨大规模高效能运算及AI应用程式的整合模组。

NVIDIA提供强大的软体工具来支援H100 GPU，开发人员与企业便能建立及加速AI与高效能运算各类应用程式，包括针对语音、推荐系统和超大规模推论等作业负载所推出的NVIDIA AI软体套件重大更新。

NVIDIA还发布了超过60项CUDA-X函式库、工具和技术更新，以加快量子运算、6G网路研究、网路安全、基因组学和药物开发等方面的进展。