« Optimisez les performances avec le connecteur NVIDIA NVLink pour Dell PowerEdge C4130 »

Jason Reeves

Jason Reeves

Dans le domaine du calcul haute performance moderne, il va sans dire qu'un débit de données et une efficacité accrus sont nécessaires pour tirer le meilleur parti des systèmes informatiques. Le connecteur NVIDIA NVLink pour Dell PowerEdge C4130 est une technologie moderne qui améliore la communication entre les GPU pour effectuer des tâches exigeantes avec précision et efficacité. Le présent blog décrit en détail la place du connecteur NVLink dans la structure du Dell PowerEdge C4130, ses paramètres et, ce qui est particulièrement intéressant, sa contribution aux charges de travail de calcul. Nous nous concentrons sur le connecteur NVLink pour expliquer ses fonctionnalités et ses possibilités d'efficacité de calcul accrue dans diverses tâches accélérées par GPU.

Table des matières

Qu'est-ce que le NVLink et quel est son mode de fonctionnement ?

NVLink comble un goulot d’étranglement potentiel dans les performances des applications CUDA, qui sont devenues une technologie NVIDIA essentielle. NVlink est une interconnexion Nvidia à haut débit utilisée pour améliorer les transferts de données entre les GPU en établissant une ligne de communication directe. Par rapport aux interconnexions physiques telles que PCIe, la bande passante de NVLink est plus élevée, la latence est plus faible et une mémoire cohérente est possible sur les périphériques interconnectés. Cela est très important dans les applications dédiées au traitement parallèle, car cela améliore le fonctionnement des GPU lors du partage des données, ce qui permet de maximiser les performances sur les tâches ou applications à forte intensité de calcul. Avec l’utilisation de NVLink dans les serveurs Dell PowerEdge C4130, les utilisateurs sont susceptibles d’obtenir une meilleure mise à l’échelle et des temps d’exécution plus rapides dans les systèmes multiprocesseurs. L’évolutivité se traduira par une vitesse de calcul plus élevée pour l’IA, le calcul scientifique et la simulation à grande échelle.

L'une des principales différences que NVIDIA NVLink offre est l'augmentation de la bande passante et de la cohérence de la mémoire pour les GPU par rapport à une interface PCIe traditionnelle. En prenant en charge une connexion unique, quelle que soit la version, PCIe offre une bande passante de données d'environ 32 Go/s. Elle fonctionne à un débit extrêmement élevé, jusqu'à 600 Go/s, ce qui rend le goulot d'étranglement dans les configurations multi-GPU utilisant le pont SLI beaucoup moins redoutable. L'activation de NVLink signifie également que les GPU intègrent une mémoire cohérente avec le cache, ce qui permet une utilisation plus efficace des ressources mémoire. PCIe, d'autre part, signifie que le mappage de données entre les espaces mémoire discrets du GPU est géré manuellement, ce qui augmente la complexité du flux de travail informatique. L'interconnectivité améliorée des appareils avec la technologie NVLink conduit à une meilleure flexibilité dans l'architecture et à des performances plus rapides dans les charges de travail à forte intensité de calcul grâce à une meilleure communication entre les appareils.

Cette interface rapide connecte les GPU compatibles et les relie à l'aide du pont NVLink pour former des configurations multi-GPU. La principale caractéristique de la technologie NVLink est sa mise en œuvre - la création du pont NVLink, qui est essentiel pour le transfert de données entre les GPU. Grâce au pont NVLink, il a également été possible de faire face aux problèmes de cohérence des espaces mémoire des GPU et de stabilité du transfert de données entre eux. Tous ces composants améliorent considérablement l'interconnectivité des GPU, augmentant les performances des systèmes utilisant NVIDIA NVLink lors de l'utilisation pour le traitement parallèle via des interconnexions de câbles en cuivre.

Comment NVLink fournit-il une augmentation supplémentaire de la limite de puissance soutenue par le GPU ?

Avantages de l'interconnexion à haut débit entre les GPU

Les avantages de l'échange de données entre GPU utilisant des liens à bande passante élevée et à faible latence sont l'amélioration des performances et la suppression des goulots d'étranglement en étoile des nœuds d'interconnexion typiques des systèmes multi-GPU. Cette amélioration rend l'accès à la mémoire partagée plus efficace, facilitant les modèles de traitement parallèle rapides et davantage de flux de charge de calcul dans des projets complexes. En permettant à deux GPU de communiquer directement, NVLink améliore la synchronisation des données, ce qui permet des performances plus rapides pour les simulations à grande échelle et les tâches de rendu. Cette intégration améliorera les performances d'un GPU individuel et du système PC afin de réduire la demande de composants coûteux dans un système pour les applications HPC.

NVLink facilite la communication entre les GPU dans les systèmes multi-GPU à l'aide d'une liaison haut débit dédiée qui ne passe pas par le PCIe standard, ce qui permet de réduire les goulots d'étranglement du transfert de données et de maximiser la disponibilité de la bande passante. NVLink améliore la capacité d'interconnexion de plusieurs GPU, facilitant ainsi la mise en commun de la mémoire GPU et le partage des données GPU, ce qui se traduit par des opérations plus fluides et mieux coordonnées. Cette disposition rationalise considérablement l'étendue des calculs et augmente la bande passante mémoire effective, ce qui permet de gérer des modèles de données plus complexes. Par conséquent, NVLink est essentiel pour étendre les performances dans des tâches très exigeantes telles que les processus de formation de réseaux neuronaux, les simulations scientifiques et les activités de rendu réaliste.

Notions de bande passante et de vitesse de transfert de données élevée 

La bande passante fait référence à la quantité maximale d'informations qu'un support de transmission peut transmettre à un niveau particulier. Il est essentiel d'évaluer les processus de transfert de données/options efficaces en termes de vitesse de transfert de données pour un transfert de données à haut débit. Dans les environnements avec plusieurs GPU, une large bande passante est nécessaire pour déplacer rapidement une grande quantité de données entre les GPU, réduisant ainsi le temps nécessaire au déplacement des données et augmentant l'efficacité. Des technologies telles que NVLink visent à augmenter la bande passante fournie par d'autres types d'interfaces, tels que PCIe, augmentant ainsi la vitesse de transfert des données et les performances de synchronisation des processus complexes. Cela conduit par conséquent à de meilleures performances dans les travaux de calcul haut de gamme où le déplacement rapide des données est essentiel.

Mes GPU ont-ils les spécifications nécessaires pour fonctionner via NVLink ?

Pour vérifier la compatibilité de certains modèles avec NVLink, il est important de vérifier ceux qui prennent en charge cette technologie. Actuellement, NVLink est pris en charge par plusieurs GPU NVIDIA couramment utilisés dans les environnements grand public et professionnels. Il s'agit notamment, sans s'y limiter, du RTX 3090 de NVIDIA et des modèles Quadro RTX. Cependant, il est essentiel à ce stade de vérifier le site officiel de NVidia ou les spécifications du produit pour obtenir l'intégration la plus précise et la plus fiable avec les informations de compatibilité des systèmes finaux, ce qui éliminera toute surprise lors du déploiement.

Afin de vérifier la prise en charge de NVLink pour la NVIDIA GeForce RTX 3090, veuillez noter que le modèle particulier de GPU que vous possédez doit mentionner la prise en charge de la fonction NVLink dans ses spécifications fournies par NVIDIA. La RTX 3090 fait partie du catalogue de produits NVIDIA compatibles NVLink et peut donc partager efficacement des données entre différents GPU. Les spécifications NVIDIA doivent être comparées pour le reste des variantes afin de confirmer leur compatibilité. Cette étape permet de garantir que les capacités de transfert de données à haut débit inhérentes à NVLink peuvent être pleinement exploitées dans votre configuration, ce qui se traduit par des performances améliorées sur les cartes vidéo connectées. Si vous avez besoin d'aide supplémentaire, consultez le guide d'utilisation du produit ou contactez l'assistance NVIDIA.

La série Quadro propose plusieurs modèles équipés de la technologie NVLink, notamment des modèles destinés au marché de l'informatique haut de gamme et aux tâches de visualisation professionnelles. Les modèles Quadro RTX 8000 et Quadro RTX 6000 sont souvent cités comme compatibles NVLink. Pour le savoir, il suffit de parcourir le site officiel de NVIDIA ou les supports marketing spécifiques à votre modèle de GPU Quadro. Avec NVLink, il est possible d'obtenir une communication inter-GPU supérieure, ce qui est crucial pour les opérations impliquant plusieurs tâches de calcul où une bande passante importante et une faible latence sont requises.

Système
  1. Confirmer la compatibilité – Assurez-vous que vos GPU prennent en charge la technologie NVLink en consultant les spécifications du produit sur le site Web officiel de NVIDIA.
  2. Obtenir des ponts NVLink – Achetez le pont NVLink approprié conçu pour votre modèle de GPU, en vous assurant qu’il correspond au nombre de GPU que vous prévoyez de connecter.
  3. Éteindre et débrancher – Arrêtez votre système en toute sécurité et débranchez toutes les sources d’alimentation pour éviter tout dommage électrique pendant l’installation.
  4. Localiser les emplacements du GPU – Ouvrez le boîtier de votre ordinateur et identifiez les emplacements PCIe où sont installés les GPU compatibles.
  5. Installer le pont – Connectez le pont NVLink en toute sécurité entre les emplacements NVLink désignés sur les GPU. Assurez-vous qu'il est bien fixé.
  6. Connexions sécurisées – Vérifiez toutes les connexions, en vous assurant que le pont NVLink et les GPU sont correctement installés et fixés dans leurs emplacements.
  7. Mise sous tension et mise à jour du pilote – Rebranchez l’alimentation, démarrez votre système et assurez-vous que tous les pilotes pertinents sont à jour à l’aide des ressources officielles de NVIDIA.
  8. Vérification – Utilisez les outils de diagnostic ou le logiciel de NVIDIA pour vérifier que NVLink est correctement configuré et opérationnel pour des performances optimales.

« Quelle est la première chose que je dois vérifier lorsque je rencontre des problèmes de connexion NVLink ? » Connecteurs : Vérifiez que chaque GPU est correctement inséré dans les emplacements PCIe et que le pont NVLink est correctement fixé. Assurez-vous que les modèles de GPU et le pont NVLink, y compris le pont à 2 emplacements, sont appropriés et ne dépassent pas les limites des documents coordonnés par NVIDIA. Ensuite, vérifiez que le BIOS du système a été mis à niveau vers une version compatible avec les systèmes NVLink. Assurez-vous que tous les pilotes requis pour le bon fonctionnement du système ont été extraits et mis à jour à l'aide de l'interface Web NVIDIA. Lorsque les problèmes persistent, les instruments de diagnostic de NVIDIA peuvent être utilisés pour effectuer certains tests qui peuvent aider à localiser ou à aggraver les problèmes. En cas de suspicion de problèmes matériels, examinez attentivement les connecteurs pour détecter tout signe de blessure et appelez le service d'assistance de NVIDIA pour passer commande.

Configuration de plusieurs GPU pour des performances optimales. 

Dans les configurations avec plusieurs GPU, lisez ceci pour faciliter l'installation : assurez-vous que la carte mère dispose de suffisamment de voies PCIe pour que chacun des GPU soit pleinement fonctionnel et ne partage pas la bande passante avec les autres. Examinez attentivement les solutions de refroidissement, car un bon flux d'air est essentiel pour atténuer la limitation des GPU due à la surchauffe. Pour des raisons de compatibilité et pour maintenir les mêmes exigences de traitement, il est conseillé de configurer les mêmes modèles de GPU. Utilisez SLI ou NVLink lorsque cela est possible, car ces technologies apportent une meilleure communication GPU et, par conséquent, moins de décalage. Installez tous les pilotes de périphérique pertinents et utilisez les outils de réglage des performances NVIDIA adaptés à la charge de travail du GPU. Effectuer toutes ces étapes correctement peut améliorer le débit de calcul en utilisant plusieurs GPU pour fonctionner sur une seule machine.

Applications avancées de NVLink

NVLink améliore considérablement les performances des charges de travail de calcul haute performance (HPC) et d'intelligence artificielle (IA) grâce à un échange de données amélioré entre les GPU. La technologie avancée de NVLink minimise les problèmes liés au mouvement des données traditionnellement rencontrés entre les GPU dans les configurations PCIe, améliorant ainsi les performances dans les calculs intensifs. Dans les applications d'IA, cela est avantageux pour NVLink car cela facilite la mise à l'échelle des réseaux neuronaux, ce qui conduit à des périodes de formation plus courtes et à une précision accrue des modèles. NVLink dans le HPC augmente l'efficacité des calculs en fournissant une ressource mémoire unifiée et des communications GPU à GPU rapides pour accélérer les opérations complexes de simulation et d'analyse des données. Ces améliorations sont essentielles pour la création et le développement des domaines dans lesquels de grandes quantités de calcul parallèle sont nécessaires.

L'avenir de NVLink semble offrir de grandes avancées en ce qui concerne la connectivité et les performances des GPU. Comme il existe un besoin croissant de traitement rapide des données, NVLink aura besoin de plus de bande passante et d'efficacité énergétique. Une possibilité consiste à coupler NVLink avec les futures architectures GPU, qui devraient permettre des réseaux de communication plus rapides. D'autres liaisons de communication rapides pourraient émerger à mesure que davantage de développements seront réalisés sur les CPU pour les charges de travail orientées données. Nous pourrions également voir davantage de progrès dans l'interaction de NVLink avec d'autres accélérateurs et pédales de calcul. D'autres avancées pourraient inclure l'utilisation de NVLink dans le calcul hybride, où les CPU et les GPU seraient utilisés. Il ne fait aucun doute que ces avancées continueront de dépasser les paramètres déjà établis du calcul haute performance et de l'intelligence artificielle.

L'utilisation de NVLink dans les systèmes multi-GPU présente l'avantage d'une bande passante plus élevée grâce à des connexions directes au GPU par rapport à Infiniband. Cependant, Infiniband apporte des capacités de mise en réseau utiles aux centres de données en fournissant une connectivité à différents nœuds avec une latence plus faible. Les interfaces PCIe et d'autres technologies offrent une interconnectivité générale mais à une bande passante inférieure par rapport à NVLink, ce qui rend NVLink plus adapté à la communication GPU à haut débit. Le choix entre ces technologies est déterminé par les exigences de l'application spécifique qui peuvent inclure le degré de vitesse de communication, la conception du système ou l'évolutivité du système.

Sources de référence

NVLink

Nvidia

Unité de traitement graphique

Foire Aux Questions (FAQ)

R : NVLink est une technologie développée par NVIDIA qui permet des connexions à haut débit entre les GPU. En ce qui concerne les serveurs Dell PowerEdge C4130, NVLink accélère le transfert de données entre les GPU NVIDIA RTX 2080 Ti, améliorant considérablement les performances des tâches qui utilisent plusieurs GPU, comme la technique de rendu. Il offre une bande passante plus importante et une latence plus faible par rapport aux interfaces PCIe, ce qui offre une efficacité supérieure dans les applications d'intelligence artificielle, d'apprentissage automatique et de calcul haute performance. 

R : Le Dell PowerEdge C4130 prend en charge les cartes graphiques compatibles NVLink telles que les GeForce RTX 2080, RTX 3090 et plusieurs autres cartes graphiques de la série 30. Il est également compatible avec les GPU professionnels tels que NVIDIA Quadro et RTX A6000. Cependant, assurez-vous toujours que le modèle de GPU particulier est pris en charge pour la configuration de serveur que vous utilisez.

R : Même si SLI et NVLink permettent tous deux des configurations multi-GPU, NVLink est la technologie la plus efficace. SLI, par exemple, offre un niveau d'amélioration plus élevé pour les jeux, tandis que NVLink permet une bande passante plus importante et des connexions inter-GPU plus importantes. Cela est très approprié pour les tâches gourmandes en données dans les environnements et applications professionnels et scientifiques. Il est également courant que NVLink dispose de fonctionnalités telles que le pool de mémoire GPU, dont SLI ne dispose pas.

Q : Quelle est la différence entre NVLink 2.0 et NVLink 3.0 ?

R : Les spécifications techniques de NVLink 3.0 montrent clairement qu'il se situe dans une catégorie différente de NVLink 2.0. NVLink 3.0 surpasse facilement son prédécesseur en raison de sa meilleure bande passante et de ses meilleures performances. Les anciens modèles de GPU comme NVLink 2.0 avaient jusqu'à 50 Go/s de bande passante bidirectionnelle par lien ; d'un autre côté, les modèles plus récents contiennent NVLink 3.0 et offrent une bande passante bidirectionnelle étonnante de 100 Go/s. Cette connexion a prolongé le transfert de données via le Nvidia Dell PowerEdge C4130 à des vitesses plus élevées que celles qui étaient évidemment possibles avec NVLink 2.0.

R : En détail, voici les étapes à suivre pour configurer NVLink sur votre Dell PowerEdge C4130 : Tout d'abord, assurez-vous que des GPU NVIDIA compatibles ont été installés sur votre serveur. Utilisez le pont NVLink approprié lors de la connexion des GPU (par exemple, un pont à 2, 3 ou 4 emplacements). Ensuite, installez les pilotes NVIDIA les plus récents. Ensuite, vous devez configurer les GPU système dans le panneau de configuration NVIDIA. Enfin, la connexion NVLink peut être diagnostiquée à l'aide des outils de diagnostic NVIDIA ou des utilitaires de diagnostic CUDA. 

R : En général, il est recommandé d'utiliser des modèles de GPU identiques lors de la configuration de NVLink dans le Dell PowerEdge C4130. Certaines combinaisons de différents modèles de GPU peuvent fonctionner. Il est toutefois conseillé d'utiliser un seul modèle pour obtenir des performances et une compatibilité maximales. Les limitations de configuration concernant les environnements pris en charge doivent être recherchées dans la documentation de NVIDIA et dans les spécifications du serveur Dell.

R : Le Dell PowerEdge C4130 dispose de 1. NVLink offre une bande passante accrue par rapport à PCI express PCIe. 2. Communication améliorée entre les GPU : les GPU NVLink bénéficient d'une interconnexion directe pour les transferts de données, augmentant les performances des configurations multi-GPU. 3. Systèmes multi-GPU améliorés : de nombreux systèmes multi-GPU sont plus facilement pris en charge en raison de la faible latence d'interconnexion de l'architecture NVLink de NVIDIA. 4. Partage de mémoire GPU : l'architecture NVLink permet à des ressources telles que la mémoire GPU d'être utilisées par d'autres GPU connectés. 5. Plus de bande passante supplémentaire pour l'apprentissage profond ou les simulations GPU : les tâches d'apprentissage profond et de simulation scientifique privilégient les fonctionnalités de NVLink.

R : Dans le Dell PowerEdge C4130, NVLink accélère les communications entre les GPU, ce qui entraîne une augmentation active des performances de CUDA. Un plus grand nombre de GPU peuvent s'engager dans diverses tâches plus efficacement grâce au partage de données, ce qui améliore l'efficacité des applications CUDA. Les applications de prise en charge CUDA et NVLINK sont configurées pour limiter efficacement les messages pour les GPU simultanés, ce qui améliore le débit et les performances globales pour les calculs complexes.

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