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為什么大廠不愿意使用英偉達(dá)的NVLink？

老虎說芯|Tiger Chip|

2024-11-21 10:14:08 656

在當(dāng)前的GPU和加速計(jì)算領(lǐng)域，英偉達(dá)（NVIDIA）無疑是*的技術(shù)提供者，其開發(fā)的NVLink技術(shù)是一項(xiàng)革命性的高速互連技術(shù)，旨在加速GPU之間以及GPU與主機(jī)CPU之間的通信。然而，盡管NVLink技術(shù)具有顯著的優(yōu)勢(shì)，許多大廠仍然選擇不采用這一技術(shù)，而是使用其他技術(shù)或開發(fā)自己的互連方案。那么，是什么原因使得這些廠商在選擇互連技術(shù)時(shí)對(duì)NVLink保持謹(jǐn)慎？我們將從多個(gè)角度進(jìn)行詳細(xì)分析。

一、專有技術(shù)的限制與生態(tài)壁壘

NVLink是英偉達(dá)的專有技術(shù)，它不僅是硬件連接標(biāo)準(zhǔn)，還包括了一系列的軟件和硬件的集成設(shè)計(jì)。具體來說，NVLink通過在GPU和主機(jī)之間、多個(gè)GPU之間創(chuàng)建高速、低延遲的數(shù)據(jù)傳輸通道來提高計(jì)算效率。然而，這種技術(shù)依賴于英偉達(dá)的硬件架構(gòu)和驅(qū)動(dòng)程序，意味著其他廠商如果選擇NVLink，必須依賴英偉達(dá)的技術(shù)棧，并且受限于英偉達(dá)的許可協(xié)議。這種依賴關(guān)系可能導(dǎo)致幾個(gè)問題：

硬件兼容性問題：NVLink技術(shù)是針對(duì)英偉達(dá)的GPU架構(gòu)優(yōu)化的，其他廠商的GPU（如AMD、Intel等）無法直接支持NVLink，除非對(duì)其硬件進(jìn)行深度改造。因此，其他廠商可能更傾向于開發(fā)開放的標(biāo)準(zhǔn)，以避免鎖定到單一供應(yīng)商。

生態(tài)系統(tǒng)封閉性：如果其他廠商采用NVLink，它們的硬件和軟件生態(tài)將會(huì)與英偉達(dá)緊密耦合，難以與其他供應(yīng)商（例如AMD、Intel）的硬件進(jìn)行無縫對(duì)接。這種封閉性使得采用NVLink的廠商在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中處于劣勢(shì)，限制了他們的選擇空間。

二、成本與商業(yè)考量

NVLink的高帶寬和低延遲性能是無可置疑的，但從成本角度來看，采用NVLink的硬件成本相對(duì)較高。為了實(shí)現(xiàn)NVLink的高速數(shù)據(jù)傳輸，英偉達(dá)的GPU在設(shè)計(jì)上需要增加額外的硬件組件，如NVLink橋接芯片和專用的總線接口。這些硬件成本會(huì)增加每個(gè)GPU的生產(chǎn)成本。此外，開發(fā)和維護(hù)NVLink技術(shù)所需的技術(shù)支持和工具鏈也會(huì)增加額外的開銷。

對(duì)于其他廠商而言，尤其是那些希望在價(jià)格上具有競(jìng)爭(zhēng)力的廠商，使用NVLink可能意味著更高的研發(fā)和生產(chǎn)成本，這將直接影響到產(chǎn)品的價(jià)格和市場(chǎng)份額。相比之下，使用PCIe等更為通用的接口，可以大大降低成本，同時(shí)依賴于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，使得兼容性和互操作性得到保障。

三、PCIe的普及與兼容性優(yōu)勢(shì)

PCIe（Peripheral Component Interconnect Express）是目前廣泛使用的高速互連標(biāo)準(zhǔn)，幾乎所有的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)都支持PCIe，且其兼容性*。相較于NVLink，PCIe具有以下幾個(gè)優(yōu)勢(shì)：

廣泛的硬件支持：幾乎所有的現(xiàn)代CPU和GPU都支持PCIe接口，因此無論是AMD、Intel還是英偉達(dá)的硬件平臺(tái)，都可以無縫連接使得PCIe成為最用的互連標(biāo)準(zhǔn)，并支持不同品牌和型號(hào)的硬件設(shè)備。

較低的開發(fā)成本：由于PCIe是業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)，廠商無需為硬件開發(fā)額外的專有互連技術(shù)，降低了研發(fā)成本。許多廠商已經(jīng)在PCIe基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化，尤其是PCIe 4.0和PCIe 5.0的引入，使得PCIe帶寬和性能已經(jīng)能夠滿足大多數(shù)高性能計(jì)算需求。

成熟的生態(tài)系統(tǒng)和工具鏈：與NVLink不同，PCIe擁有一個(gè)成熟的生態(tài)系統(tǒng)，包括廣泛的硬件支持、驅(qū)動(dòng)程序、操作系統(tǒng)支持和優(yōu)化工具。這些都使得開發(fā)者能夠更容易地集成和優(yōu)化基于PCIe的系統(tǒng)。

四、開放標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)創(chuàng)新

NVLink作為一種封閉的專有技術(shù)，雖然能夠提供高帶寬和低延遲的優(yōu)勢(shì)，但并不是*可以滿足高性能計(jì)算需求的方案。許多廠商和研究機(jī)構(gòu)更傾向于采用開放標(biāo)準(zhǔn)，如PCIe、CCIX（Cache Coherent Interconnect for Accelerators）和CXL（Compute Express Link）等。這些開放標(biāo)準(zhǔn)不僅具有更好的跨平臺(tái)兼容性，還支持硬件級(jí)的緩存一致性、內(nèi)存共享等功能，從而能夠在多種不同硬件平臺(tái)之間實(shí)現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)交換。

開放標(biāo)準(zhǔn)的兼容性：如CXL、CCIX等新興的高速互連標(biāo)準(zhǔn)，旨在提供跨CPU、GPU和加速器的高效互聯(lián)，并支持硬件層面的緩存一致性。這些標(biāo)準(zhǔn)為不同廠商之間的硬件互操作性提供了更多的選擇空間，避免了鎖定到單一供應(yīng)商的風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)進(jìn)步和創(chuàng)新：雖然NVLink在某些特定場(chǎng)景下表現(xiàn)*，但開放標(biāo)準(zhǔn)通常能夠促進(jìn)更廣泛的技術(shù)創(chuàng)新。廠商可以根據(jù)自己的需求定制硬件，并且更容易與不同類型的計(jì)算資源（如FPGA、AI加速器等）進(jìn)行無縫對(duì)接，這有助于推動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。

五、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)與戰(zhàn)略布局

在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)方面，各大廠商（如AMD、Intel等）也在積極尋求能夠與英偉達(dá)抗衡的技術(shù)解決方案。對(duì)于這些廠商而言，選擇采用NVLink不僅意味著在硬件上與英偉達(dá)深度捆綁，還可能意味著其產(chǎn)品在市場(chǎng)上的差異化優(yōu)勢(shì)被削弱。

例如，AMD在其GPU產(chǎn)品中并沒有采用NVLink，而是依靠自身開發(fā)的Infinity Fabric（無限連接技術(shù)）。Infinity Fabric具有類似NVLink的高速互聯(lián)能力，但它是一個(gè)開放的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，能夠與多種不同類型的處理器和加速器進(jìn)行兼容。這使得AMD能夠在避免依賴英偉達(dá)的同時(shí)，依靠自有技術(shù)形成自己的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

Intel也在不斷推動(dòng)其硬件加速產(chǎn)品的創(chuàng)新，推出了自己的互連技術(shù)和開放標(biāo)準(zhǔn)，例如CXL。CXL不僅支持高速的數(shù)據(jù)交換，還能夠?qū)崿F(xiàn)GPU、CPU和內(nèi)存之間的高效數(shù)據(jù)共享，因此成為了Intel推動(dòng)數(shù)據(jù)中心和高性能計(jì)算領(lǐng)域的一項(xiàng)重要戰(zhàn)略。

六、系統(tǒng)級(jí)優(yōu)化的需求

雖然NVLink提供了高帶寬和低延遲的通信能力，但它的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在特定的高性能計(jì)算場(chǎng)景中，如大規(guī)模GPU并行計(jì)算、深度學(xué)習(xí)訓(xùn)練等。對(duì)于很多企業(yè)用戶而言，GPU和CPU的協(xié)同工作更多的是在數(shù)據(jù)吞吐量和計(jì)算效率上進(jìn)行平衡，而不僅僅追求*的帶寬。因此，廠商往往更傾向于在系統(tǒng)級(jí)上進(jìn)行優(yōu)化，采用適合自己特定需求的方案，而不是依賴于單一的技術(shù)。

七、總結(jié)

盡管NVLink在性能上提供了顯著的優(yōu)勢(shì)，尤其是在GPU之間以及GPU與CPU之間的高速數(shù)據(jù)傳輸上，但其封閉性、高成本和對(duì)英偉達(dá)硬件的依賴，使得其他廠商不愿意采用這一技術(shù)。開放標(biāo)準(zhǔn)如PCIe、CXL和CCIX等提供了更好的兼容性、成本效益以及硬件生態(tài)的自由度，這使得更多廠商選擇了這些技術(shù)方案。此外，廠商在追求創(chuàng)新、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和戰(zhàn)略布局時(shí)，往往傾向于開發(fā)適合自己的技術(shù)，避免對(duì)某一供應(yīng)商的過度依賴。因此，盡管NVLink在某些領(lǐng)域具有*地位，但并非所有廠商都愿意將其作為核心互連技術(shù)。

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