比如你要进行深度学习计算,建议使用腾讯云GN8/GN10X 实例。GN10Xp配备Tesla V100 NVLink 32GB GPU,具有强大的单精度浮点运算能力,并具备较大的 GPU 板载内存。最大实例规格配置8个 V100 ,80个 vGPU 和320GB主机内存,是深度学习训练的首选。
GN10Xp 最大实例规格具备1256 TFLOPS 单精度浮点运算能力,支持 Tensor Core 加速,单卡搭载32GB显存,GPU 卡之间通过300GB/s的 NVLink 高速互连。强大的计算与数据吞吐能力大大缩短训练周期,使得复杂模型的快速迭代成为可能,人工智能相关业务得以把握先机。
腾讯云GPU云服务器,管理很简单GPU云服务器采用和云服务器CVM一致的管理方式,无需跳板机登录,简单易用。清晰的显卡驱动的安装、部署指引,免去高学习成本。而且节约成本,你无需预先采购、准备硬件资源,一次性购买,免除硬件更新带来的额外费用,有效降低基础设施建设投入。目前,腾讯云的GPU云服务器已全面支持包年包月计费和按量计费,你可以根据需要选择计费模式。
搞AI,谁又能没有“GPU之惑”?下面列出了一些适合进行深度学习模型训练的GPU,并将它们进行了横向比较,一起来看看吧!
CPU与GPU对比
CPU是一个有多种功能的优秀领导者。它的优点在于调度、管理、协调能力强,计算能力则位于其次。而GPU相当于一个接受CPU调度的“拥有大量计算能力”的员工。
下图是处理器内部结构图:
DRAM即动态随机存取存储器,是常见的系统内存。
Cache存储器:电脑中作为高速缓冲存储器,是位于CPU和主存储器DRAM之间,规模较小,但速度很高的存储器。
算术逻辑单元ALU是能实现多组算术运算和逻辑运算的组合逻辑电路。
当需要对大数据bigdata做同样的事情时,GPU更合适,当需要对同一数据做很多事情时,CPU正好合适。
GPU能做什么?关于图形方面的以及大型矩阵运算,如机器学习算法等方面,GPU就能大显身手。
简而言之,CPU擅长统领全局等复杂 *** 作,GPU擅长对大数据进行简单重复 *** 作。CPU是从事复杂脑力劳动的教授,而GPU是进行大量并行计算的体力劳动者。
深度学习是模拟人脑神经系统而建立的数学网络模型,这个模型的最大特点是,需要大数据来训练。因此,对电脑处理器的要求,就是需要大量的并行的重复计算,GPU正好有这个专长,时势造英雄,因此,GPU就出山担当重任了。
太长不看版
截至2020年2月,以下GPU可以训练所有当今语言和图像模型:
以下GPU可以训练大多数(但不是全部)模型:RTX 2080 Ti:11GB VRAM,约1150美元GTX 1080 Ti:11GB VRAM,返厂翻新机约800美元RTX 2080:8GB VRAM,约720美元RTX 2070:8GB VRAM,约500美元
以下GPU不适合用于训练现在模型:RTX 2060:6GB VRAM,约359美元。
在这个GPU上进行训练需要相对较小的batch size,模型的分布近似会受到影响,从而模型精度可能会较低。
GPU购买建议
RTX 2060(6 GB):你想在业余时间探索深度学习。RTX 2070或2080(8 GB):你在认真研究深度学习,但GPU预算只有600-800美元。8 GB的VRAM适用于大多数模型。RTX 2080 Ti(11 GB):你在认真研究深度学习并且您的GPU预算约为1,200美元。RTX 2080 Ti比RTX 2080快大约40%。Titan RTX和Quadro RTX 6000(24 GB):你正在广泛使用现代模型,但却没有足够买下RTX 8000的预算。Quadro RTX 8000(48 GB):你要么是想投资未来,要么是在研究2020年最新最酷炫的模型。NV TESLA V100 (32GB):如果你需要在NVIDIA数据中心使用CUDA,那么TESLA就是必选品了。图像模型
内存不足之前的最大批处理大小:表示GPU没有足够的内存来运行模型。
性能(以每秒处理的图像为单位):表示GPU没有足够的内存来运行模型。
语言模型
内存不足之前的最大批处理大小:表示GPU没有足够的内存来运行模型。
性能: GPU没有足够的内存来运行模型。
使用Quadro RTX 8000结果进行标准化后的表现
图像模型
语言模型
结论
语言模型比图像模型受益于更大的GPU内存。注意右图的曲线比左图更陡。这表明语言模型受内存大小限制更大,而图像模型受计算力限制更大。具有较大VRAM的GPU具有更好的性能,因为使用较大的批处理大小有助于使CUDA内核饱和。具有更高VRAM的GPU可按比例实现更大的批处理大小。只懂小学数学的人都知道这很合理:拥有24 GB VRAM的GPU可以比具有8 GB VRAM的GPU容纳3倍大的批次。比起其他模型来说,长序列语言模型不成比例地占用大量的内存,因为注意力(attention)是序列长度的二次项。
附注:测试模型
图像模型:
语言模型:
云轩Cloudhin专注Deep learning和高性能计算服务器定制,针对主要深度学习框架(如TensorFlow、Caffe 2、Theano或Torch)进行了优化和设置,在桌面上即可提供强大的深度学习功能。
推荐使用蓝海大脑。他家的深度学习服务器有低功耗省电的特点。令我惊讶的是,他的家庭服务器也可以快速部署在主流模式,如DNN,CNN,RNN,LSTM等。,主要用于元宇宙、数据分析、数据挖掘、大数据、基因时代、智能制造、机器识别、AI绘画等领域。目前主来要有亿万克、华为、深信服等等,更推荐亿万克服务器。云计算服务器是云计算服务体系中的一项主机产品,该产品有效的解决了传统物理主机与VPS服务中,存在的管理难度大,业务扩展性弱的缺陷。在实际应用中的云主机具有三个方面的d性能力:
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11 GPU:计算机图形显示核心
GPU基本概念:图形处理器(graphics processing unit,缩写GPU),又称显示核心、视觉处理器、显示芯片,是一种专门在个人电脑、工作站、游戏机和一些移动设备(如平板电脑、智能手机等)上做图像和图形相关运算工作的微处理器。
GPU是显卡的处理器:显卡全称显示适配卡,又称显示适配器,用于协助CPU进行图像处理,作用是将CPU送来的图像信号经过处理再输送到显示器上,由主板连接设备、监视器连接设备、处理器和内存组成,GPU即是显卡处理器。
12 GPU擅长大规模并发计算
GPU工作原理:GPU的工作通俗的来说就是完成3D图形的生成,将图形映射到相应的像素点上,对每个像素进行计算确定最终颜色并完成输出,一般分为顶点处理、光栅化计算、纹理贴图、像素处理、输出五个步骤。GPU采用流式并行计算模式,可对每个数据行独立的并行计算。
GPU与CPU区别:CPU基于低延时设计,由运算器(ALU)和控制器(CU),以及若干个寄存器和高速缓冲存储器组成,功能模块较多,擅长逻辑控制,串行运算。GPU基于大吞吐量设计,拥有更多的ALU用于数据处理,适合对密集数据进行并行处理,擅长大规模并发计算,因此GPU也被应用于AI训练等需要大规模并发计算场景。
13 GPU可分为独立GPU和集成GPU
独立GPU:独立GPU一般封装在独立的显卡电路板上,使用专用的显示存储器,独立显卡性能由GPU性能与显存带宽共同决定。一般来讲,独立GPU的性能更高,但因此系统功耗、发热量较大。
集成GPU:集成GPU常和CPU共用一个Die,共享系统内存。集成GPU的制作由CPU厂家完成,因此兼容性较强,并且功耗低、发热量小。但如果显卡运行需要占用大量内存,整个系统运行会受限,此外系统内存的频率通常比独立显卡的显存低很多,因此一般集成GPU的性能比独立GPU更低。
14 GPU广泛运用在图显和并行计算场景
GPU拥有单一的强大并行计算能力,所以用途往往是需要大规模并行计算的场景。早期GPU多被用于2D和3D图形的计算和处理,因为图形数据的处理往往涉及到大量的大型矩阵运算,计算量大但易于并行化。近年由于大数据、人工智能发展,GPU也常常被用于需要大量重复计算的数据挖掘领域,如机器学习,深度学习等。
GPU使用场景:GPU被广泛地运用于PC、服务器、移动等领域。其中服务器GPU可做专业图形处理、计算加速、深度学习等应用,以独立GPU为主;移动端GPU主要采用集成GPU;PC根据使用用途不同,既可以搭载独立GPU,也可以使用集成GPU。
15 全球GPU巨头:NVIDIA、AMD
NVIDIA(英伟达):创立于1993年,1999年发明了GPU,最初专注PC图形,后来拓展到密集计算领域,Nvidia利用GPU创建了科学计算、人工智能、数据科学、自动驾驶汽车、机器人技术、AR和VR的平台。 Nvidia是目前全球最大的独立GPU供应商,2020年营收1668亿美元,2021Q2 Nvidia全球独立GPU市场份额达到83%。
AMD(超威半导体):成立于1969年,目前业内稀缺的可以提供高性能CPU、高性能独立显卡GPU、主板芯片组三大组件的半导体公司。2020年AMD营收976亿美元,其中计算和图形(包括CPU、GPU、APU等)业务营收643亿美元,2021Q2 AMD全球独立GPU市场份额达到17%。
2GPU两大应用场景:图显、计算
21 2020全球GPU市场规模接近千亿美元
2020年全球GPU市场规模达到9991亿美元。3D图像显示、人工智能深度学习的需求支撑GPU市场持续增长,根据Verified Market Research数据,2020年全球GPU市场规模达到9991亿美元,预计2028年达到15816亿美元,CAGR为59%。
测算2020年中国大陆独立GPU市场规模约235亿美元。中国是全球GPU市场重要组成部分,2020年Nvidia、AMD在中国大陆收入占比分别为233%、239%,我们假设中国大陆独立GPU市场占全球235%,测算2020年中国大陆独立GPU市场规模约为235亿美元。
22 PC GPU:2020年全球出货394亿片
PC(个人电脑)是GPU重要应用场景,根据Jon Peddie Research(JPR)数据,2020年全球GPU出货394亿片,同比增长179%。
23 PC GPU:Nvidia和AMD占据独立GPU市场
Intel领导集成GPU市场。Intel(英特尔)是全球最大的CPU制造商,2021Q2占据全球775%的x86 CPU市场,集成GPU集成在CPU中,Intel凭借CPU市场地位,占据全球PC GPU大部分市场。根据JPR数据,2021Q2 Intel占据全球683%的PC GPU市场份额,Nvidia和AMD市场份额分别为152%、165%。
Nvidia和AMD占据独立GPU市场。在独立GPU领域,Nvidia具备明显的份额领先,2021Q2市占率达到83%。2006年AMD收购ATI,2010年放弃ATI品牌后推出AMD Radeon(镭龙)独立显卡系列,2021Q2 AMD独立PC GPU市场份额17%。
24 AI服务器与加速芯片
AI服务器:通常搭载GPU、FPGA、ASIC等加速芯片,利用CPU与加速芯片的组合可以满足高吞吐量互联的需求,为自然语言处理、计算机视觉、机器学习等AI应用场景提供强大的算力支持,支撑AI算法训练和推理过程。
AI加速芯片:由于CPU并不适合大规模并行计算,因此需要加速芯片执行AI算法,目前AI加速芯片主要包括图形处理器(graphics processing unit,GPU)、现场可编程门阵列(field-programmable gate array,FPGA)、专用集成电路(application specific integrated circuits,ASIC)、神经拟态芯片等。
25 GPU是AI服务器首选加速方案
服务器是AI核心基础设施。根据IDC数据,2020年中国AI基础设施市场规模为393亿美元,同比增长268%,并将在2024年达到780亿美元,其中2020年服务器市场规模占AI基础设施的87%以上,承担着最为重要的角色。
互联网行业是AI服务器最大采购行业。根据IDC数据,2020年上半年,互联网占整体加速计算服务器市场近60%的份额,同比增持超过100%;政府行业和服务业分别依次位居第二位和第三位。
GPU服务器是AI加速方案首选。IDC预计2021年中国GPU服务器占比919%左右的市场份额,是数据中心AI加速方案首选。根据IDC数据,2019年中国GPU服务器市场规模达到20亿美元,预计2024年将达到64亿美元。
26 AI服务器通常配置多个GPU芯片
GPU加速服务器能够提供优秀的浮点计算能力,从容应对高实时、高并发的海量计算场景,例如深度学习、科学计算、3D动画渲染、CAE等应用场景。
3NVIDIA:全球GPU巨头
31 全球GPU巨头
Nvidia成立于1993年,1999年上市,市值近10年增长超过83倍,近6年增长超过49倍。截至2021年11月5日,Nvidia总市值7438亿美元,总市值美股排名第七,是目前全球市值最大的半导体公司。(报告来源:未来智库)
32 三大因素推动地位提升
技术革新、场景拓展、外延并购,Nvidia引领全球GPU发展。
GPU架构:Nvidia坚持每2-3年推出一代新的GPU架构,持续保持技术领先,新的Ampere已经采用7nm工艺;应用场景:从最初图形处理到通用计算,再到AI深度学习和自动驾驶,Nvidia不断推动GPU应用场景的突破;外延并购:2000-2008年Nvidia密集收购额多家公司,涵盖显卡、图形处理、半导体等多个领域,2020年宣布计划收购ARM。
33 近年业绩高速增长
Nvidia产品主要分为两大类:图形处理、计算&网络。下游市场包括游戏、专业可视化、数据中心、汽车四大类。
2020年Nvidia营收1668亿美元(yoy+527%),净利润433亿美元(yoy+549%),其中图形处理业务营收983亿美元,计算&网络业务营收684亿美元。除去2019年游戏市场需求波动造成业绩下滑外,Nvidia近5年营收、利润均保持较快增长。
得益于基于Ampere架构新GPU产品带动游戏业务高增,以及数据中心对算力需求旺盛,2021上半年Nvidia营收、净利润快速增长。
34 游戏是最大市场,数据中心市场增速较快
Nvidia下游市场分为四类:游戏、专业可视化、数据中心、汽车,各市场重点产品如下:
游戏:GeForce RTX/GTX系列GPU(PCs)、GeForce NOW(云游戏)、SHIELD(游戏主机);专业可视化:Quadro/RTX GPU(企业工作站);数据中心:基于GPU的计算平台和系统,包括DGX(AI服务器)、HGX(超算)、EGX(边缘计算)、AGX(自动设备);汽车:NVIDIA DRIVE计算平台,包括AGX Xavier(SoC芯片)、DRIVE AV(自动驾驶)、DRIVE IX(驾驶舱软件)、Constellation(仿真软件)。
35 计算业务驱动高成长
计算业务是Nvidia成长的主要驱动力:数据中心已成规模,智能汽车将进入收获期。
在数据中心市场,Nvidia拥有芯片、硬件、硬件的全栈布局。得益于全球AI应用场景的快速增加,对算力的需求飙升。是Nvidia成长最快的市场,2020年营收达到约6696亿美元,近4年CAGR达到685%,远高于游戏市场的176%。2020年Nvidia数据中心市场营收占比已经超过40%,预计未来仍将继续提升。
在智能汽车市场, Nvidia形成了全栈式自动驾驶解决方案。AGX Xavier芯片于2018年开始出货,下一代自动驾驶芯片Orin计划用于2022年量产,算力将达到254TOPS,目前已经获得蔚来、理想、沃尔沃、奔驰等多个整车厂定点项目。我们认为2022年高阶自动驾驶汽车或将集中落地,Nvidia自动驾驶将进入收获期。
36 中国大陆收入贡献提升
Nvidia中国大陆收入快速增长。2020年Nvidia来自中国大陆收入3886亿美元,同比增长423%,近4年CAGR达到314%,同期Nvidia整体营收CAGR为246%。
Nvidia中国大陆收入占比呈上升趋势。2020年Nvidia中国大陆收入占比达到233%,相比于2016年的189%提升44pct,2021上半年Nvidia中国大陆收入占比256%,上升趋势明显。
我们预计中国大陆占比仍将提升。图显业务层面,人均收入提升将带动PC需求增加;计算业务层面,目前中国大陆在AI算法、应用层面具有领先优势,自动驾驶场景也将率先得到释放。
4景嘉微:国产GPU领军
41 国内唯一商用GPU公司
景嘉微成立于2006年,公司主营业务分为图形显控、小型专用化雷达、GPU芯片三类。其中图显、雷达产品主要面向军用市场,GPU芯片产品包括JM5400、JM7200,其中JM5400主要应用于公司图显模块中,JM7200成功拓展了民用和信创市场。2021年9月,公司第三代GPU芯片JM9成功流片,目前正在进行性能测试。
42 两个系列、三款GPU量产应用
景嘉微已完成两个系列、三款GPU芯片量产应用。第一代GPU产品JM5400于2014年流片成功,主要支撑军用装备,已在国产军用飞机上实现了对ATI M9、M54、M72等芯片的替代;第二代产品JM7200于2018年8月流片成功,性能与 Nvidia的GT640显卡相近。在JM7200基础上,公司又推出
深度学习是需要配置专门的GPU服务器的:
深度学习的电脑配置要求:
1、数据存储要求
在一些深度学习案例中,数据存储会成为明显的瓶颈。做深度学习首先需要一个好的存储系统,将历史资料保存起来。
主要任务:历史数据存储,如:文字、图像、声音、视频、数据库等。
数据容量:提供足够高的存储能力。
读写带宽:多硬盘并行读写架构提高数据读写带宽。
接口:高带宽,同时延迟低。
传统解决方式:专门的存储服务器,借助万兆端口访问。
缺点:带宽不高,对深度学习的数据读取过程时间长(延迟大,两台机器之间数据交换),成本还巨高。
2、CPU要求
当你在GPU上跑深度网络时,CPU进行的计算很少,但是CPU仍然需要处理以下事情:
(1)数据从存储系统调入到内存的解压计算。
(2)GPU计算前的数据预处理。
(3)在代码中写入并读取变量,执行指令如函数调用,创建小批量数据,启动到GPU的数据传输。
(4)GPU多卡并行计算前,每个核负责一块卡的所需要的数据并行切分处理和控制。
(5)增值几个变量、评估几个布尔表达式、在GPU或在编程里面调用几个函数——所有这些会取决于CPU核的频率,此时唯有提升CPU频率。
传统解决方式:CPU规格很随意,核数和频率没有任何要求。
3、GPU要求
如果你正在构建或升级你的深度学习系统,你最关心的应该也是GPU。GPU正是深度学习应用的核心要素——计算性能提升上,收获巨大。
主要任务:承担深度学习的数据建模计算、运行复杂算法。
传统架构:提供1~8块GPU。
4、内存要求
至少要和你的GPU显存存大小相同的内存。当然你也能用更小的内存工作,但是,你或许需要一步步转移数据。总而言之,如果钱够而且需要做很多预处理,就不必在内存瓶颈上兜转,浪费时间。
主要任务:存放预处理的数据,待GPU读取处理,中间结果存放。
深度学习需要强大的电脑算力,因此对电脑的硬件配置自然是超高的,那么现在普通的高算力电脑需要高配置硬件。
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