计算机科学 > 分布式、并行与集群计算
[提交于 2025年7月9日
(v1)
,最后修订 2025年7月13日 (此版本, v2)]
标题: 计算无法处理真相:为什么通信税在现代人工智能基础设施中优先考虑内存和互连
标题: Compute Can't Handle the Truth: Why Communication Tax Prioritizes Memory and Interconnects in Modern AI Infrastructure
摘要: 现代人工智能工作负载,如大型语言模型(LLMs)和检索增强生成(RAG),对内存、通信带宽和资源灵活性提出了严峻的要求。传统的以GPU为中心的架构由于日益增长的跨GPU通信开销而难以扩展。本报告介绍了关键的人工智能概念,并解释了Transformer如何革新了大型语言模型中的数据表示。我们分析了大规模人工智能硬件和数据中心设计,识别了分层系统中的可扩展性瓶颈。为了解决这些问题,我们提出了一种基于计算快速链接(CXL)的模块化数据中心架构,该架构实现了内存、计算和加速器的解耦扩展。我们进一步探讨了针对加速器优化的互连技术——统称为XLink(例如,UALink、NVLink、NVLink Fusion),并引入了一种CXL-over-XLink的混合设计,在保持内存一致性的同时减少远距离数据传输。我们还提出了一种结合本地内存和池化内存的分层内存模型,并评估了轻量级CXL实现、HBM和硅光子学在高效扩展中的应用。我们的评估结果表明,人工智能基础设施的可扩展性、吞吐量和灵活性得到了改善。
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