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Grace: le premier processeur basé sur ARM de Nvidia sortira en 2023

Nvidia développe désormais également des processeurs. Avec « Grace » basé sur ARM, le constructeur veut affronter la concurrence à partir de 2023 dans le segment HPC. Grace s’appuiera sur les cœurs ARM de nouvelle génération et devrait surtout résoudre les goulots d’étranglement dans la connexion au GPU et à la mémoire. Cela devrait rendre Nvidia encore plus puissant dans le calcul haute performance.

Le nouveau 3e pilier de Nvidia: les processeurs

« Grace » vient de Grace Hopper, une informaticienne américaine et pionnière de l’informatique. Le nom de code « Hopper » avait été précédemment pris par Nvidia comme nom d’une solution graphique multi-puces, à partir d’aujourd’hui au moins « Grace » représente un projet non moins important: le premier processeur de Nvidia, le nouveau pilier numéro 3 et en même temps «pièce manquante du puzzle» dans le centre de données AI, comme le dit le groupe lui-même. Hopper en tant que GPU pourrait être de l’histoire, à moins que Nvidia n’attribue le prénom et le nom de la même personne séparément.

Chez Nvidia, Grace est principalement le nom de code de toute la nouvelle architecture ARM de Nvidia, également lancée en tant que processeur indépendant. Le constructeur annonce également «Grace-Next» aujourd’hui, qui sera utilisé dans la solution automobile Atlan avec des cœurs de CPU à nouveau révisés dans le cadre d’un SoC. Grace-Next ne sera pas un problème avant 2025, cependant, la première génération Grace devrait être disponible pour l’environnement HPC dans deux ans. Le marché cible de Grace sont les centres de données AI avec leur énorme demande de bande passante mémoire non seulement dans la direction du processeur, mais surtout dans la direction du GPU.

Environ 80 cœurs sont possibles

Selon le premier diagramme, un CPU Grace pour ce segment pourrait avoir environ 80 cœurs. 84 sont visibles ou dénombrables, mais huit d’entre eux ne sont pas clairs, c’est pourquoi 76 noyaux sont également envisageables. Cependant, le fabricant ne fournit pour l’instant aucun détail technique. Dans quelle mesure il y aura différentes versions basées sur Grace, on n’en sait rien non plus.

Nvidia Grace (Image: Nvidia)

Selon Nvidia, l’architecture sous-jacente est «Next Gen Neoverse», c’est-à-dire le successeur de ce qui est actuellement utilisé chez ARM. ARM avait annoncé la prochaine étape il y a seulement deux semaines, sans mentionner aucun produit explicite. En fin de compte, Grace devrait être basée sur ARM v9. Nvidia mentionne plus de 300 points dans le SPECrate2017_int_base-Benchmark comme cible actuelle. AMD Epyc « Milan » avec 64 cœurs Zen 3 a atteint 820 points dans cette référence, les autres processeurs ARM avec 64 à 80 cœurs n’ont atteint qu’une plage de 150 à 250 points.

Combattez les goulots d’étranglement

Nvidia est évidemment mais pas exclusivement concerné par les performances du processeur pur. Nvidia, d’autre part, souhaite utiliser le processeur pour éliminer les goulots d’étranglement dans les grands systèmes. Le fabricant déclare explicitement que les processeurs x86 sont de facto trop lents, comme l’illustre un schéma d’un DGX A100 actuel avec processeur AMD Epyc ainsi que des cartes graphiques A100 et des futurs processeurs Grace avec des puces graphiques A100.

Selon Nvidia, x86 a trop peu de bande passante pour les applications d'IA

Selon Nvidia, x86 a trop peu de bande passante pour les applications d’IA

Grace est censée supprimer le goulot d'étranglement de la bande passante via NVLINK

Grace est censée supprimer le goulot d’étranglement de la bande passante via NVLINK

Non seulement la bande passante de la mémoire du processeur dans l’exemple de système doit être augmentée de 200 à 500 Go / s chez Grace en passant de la DDR4 classique au LPDDR5X, mais en éliminant PCI Express 4.0 avec seulement 16 Go / s de taux de transfert vers le NVLink natif de la quatrième génération Avec 900 Go / s entre les processeurs Grace et les GPU, le système devrait également accélérer massivement. Nvidia appelle un taux de transfert de données de la mémoire principale via le processeur vers les GPU jusqu’à 2000 Go / s au lieu des 64 Go par seconde précédents.

Comme c’est souvent le cas, la comparaison des fabricants semble encore retardée, car la structure de base change également de manière significative: un DXG A100 dispose aujourd’hui de deux processeurs Epyc et de huit solutions graphiques A100. Cependant, les futurs systèmes reposeront sur huit processeurs Grace pour huit GPU.

Feuille de route x86 et ARM de Nvidia
Feuille de route x86 et ARM de Nvidia (Image: Nvidia)

Néanmoins, l’intention de Nvidia devient claire: l’interverrouillage beaucoup plus efficace des technologies existantes devrait assurer une augmentation significative des performances. Nvidia parle d’un facteur 30 en ce qui concerne la bande passante, ce qui signifie encore une fois environ 2000 Go / s à 64 Go / s. Cela devrait également se refléter dans la pratique, jusqu’à 10% de performances supplémentaires devraient être possibles dans les applications.

Au Centre national suisse de calcul intensif (CSCS), le supercalculateur Alps est l’une des premières solutions à fournir jusqu’à 20 exaflops de performances IA en 2023. Nvidia n’a pas encore révélé dans quelle mesure les fonctionnalités d’IA sont fournies par Grace en dehors des GPU.

Supercalculateur des Alpes
Supercalculateur des Alpes (Image: Nvidia)

Une défaite pour x86 et donc pour Intel et AMD

De plus en plus d’entreprises migrent de x86. En tant que leader du marché x86, Intel le ressent depuis un certain temps, tandis que son concurrent AMD souffle le même vent lorsqu’il revient sur le marché avec Epyc. Et le succès obtenu il y a un an avec un processeur Epyc dans la station DGX est déjà utilisé à nouveau aujourd’hui pour montrer à quel point le système x86 est maintenant en arrière, en particulier dans des zones spéciales.

Des fabricants tels qu’Apple, Amazon, Google, Huawei et, plus récemment, Microsoft s’appuient de plus en plus sur leur propre solution ARM. Parce que Nvidia construit des SoC basés sur ARM depuis des années et que la société a acheté ARM pour 40 milliards de dollars l’année dernière, ce n’était qu’une question de temps avant que Nvidia ne fasse de même. Les années à venir devraient être passionnantes non seulement pour le marché, mais surtout pour les concurrents x86.

TechAstuce a reçu des informations sur cet article de Nvidia sous NDA. La seule exigence était la date de publication la plus rapprochée possible.

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Robin Vigneron

Par Robin Vigneron

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