目前GPU服務(wù)器主要應(yīng)用于科學(xué)計(jì)算、深度學(xué)習(xí)、高性能計(jì)算、視頻編解碼等不同場景領(lǐng)域。它為應(yīng)用程序提供非凡的加速計(jì)算能力，將應(yīng)用程序的計(jì)算密集型工作負(fù)載轉(zhuǎn)移到GPU上。根據(jù)Market Growth Insight數(shù)據(jù)顯示，到2026年底，應(yīng)用于人工智能市場的GPU份額預(yù)計(jì)將達(dá)到20億美元。

一、什么是GPU服務(wù)器？

GPU即圖形處理器，又稱顯示核心、視覺處理器、顯示芯片，是一種專門用做圖像和圖形相關(guān)運(yùn)算工作的微處理器。GPU服務(wù)器是基于GPU的應(yīng)用于視頻編解碼、深度學(xué)習(xí)、科學(xué)計(jì)算等多種場景的快速、穩(wěn)定、彈性的計(jì)算服務(wù)。

二、GPU服務(wù)器有什么作用？

GPU加速計(jì)算可以提供非凡的應(yīng)用性能，能將應(yīng)用計(jì)算密集部分的工作量轉(zhuǎn)移到GPU中，同時CPU仍然運(yùn)行其余的程序代碼。從用戶的角度來看，應(yīng)用程序的運(yùn)行速度明顯加快。

理解GPU和CPU區(qū)別的一個簡單方法是比較它們處理任務(wù)的方式。CPU由幾個針對順序串行處理進(jìn)行優(yōu)化的核心組成，而GPU則具有由成千上萬個更小、更高效的核心組成的大規(guī)模并行計(jì)算架構(gòu)(專為同時處理多個任務(wù)而設(shè)計(jì))。

三、GPU服務(wù)器的主要應(yīng)用場景

1、海量計(jì)算處理

GPU 服務(wù)器超強(qiáng)的計(jì)算功能可應(yīng)用于海量數(shù)據(jù)處理方面的運(yùn)算，如搜索、大數(shù)據(jù)推薦、智能輸入法等：

– 原本需要數(shù)天完成的數(shù)據(jù)量，采用 GPU 服務(wù)器在數(shù)小時內(nèi)即可完成運(yùn)算。

– 原本需要數(shù)十臺 CPU 服務(wù)器共同運(yùn)算集群，采用單臺 GPU 服務(wù)器可完成。

2、深度學(xué)習(xí)模型

GPU服務(wù)器可作為深度學(xué)習(xí)訓(xùn)練平臺：

– GPU服務(wù)器可直接加速計(jì)算服務(wù)，亦可直接與外界連接通信。

– GPU服務(wù)器和云服務(wù)器搭配使用，云服務(wù)器為 GPU 服務(wù)器提供計(jì)算平臺。

– 對象存儲 COS 可以為 GPU 服務(wù)器提供大數(shù)據(jù)量的云存儲服務(wù)。

四、如何正確選擇GPU服務(wù)器?

選擇GPU服務(wù)器時，首先要考慮業(yè)務(wù)需求，選擇合適的GPU型號。在HPC高性能計(jì)算中，也需要根據(jù)精度進(jìn)行選擇。比如一些高性能計(jì)算要求雙精度，這時如果用P40或P4就不合適，只能用V100或P100。同時對顯存容量也會有要求。比如石油或石化勘探中的計(jì)算應(yīng)用，對顯存的要求更高；有的還對總線標(biāo)準(zhǔn)有要求，所以GPU型號的選擇首先要看業(yè)務(wù)需求。

當(dāng)GPU型號選定后，再考慮用什么樣GPU的服務(wù)器。這時我們需要考慮以下幾種情況：

1、租用邊緣服務(wù)器時，需要根據(jù)數(shù)量選擇相應(yīng)的服務(wù)器如T4或P4，同時需要考慮服務(wù)器的使用場景，如火車站卡口、機(jī)場卡口或公安卡口等；中心端做Inference時可能需要V100的服務(wù)器；需要考慮吞吐量以及使用場景、數(shù)量等。

2、需要考慮客戶本身的使用人群和IT運(yùn)維能力，對于BAT這樣的大公司來說，自身的運(yùn)營能力比較強(qiáng)，所以這個時候會選擇通用的PCI-e服務(wù)器；對于一些IT運(yùn)維能力不太強(qiáng)的客戶，更注重?cái)?shù)字和數(shù)據(jù)標(biāo)注。我們把這些人稱為數(shù)據(jù)科學(xué)家，選擇GPU服務(wù)器的標(biāo)準(zhǔn)會有所不同。

3、需要考慮配套軟件和服務(wù)的價(jià)值。

4、考慮整體GPU集群系統(tǒng)的成熟度和工程效率。比如像DGX這種集成GPU一體化的超級計(jì)算機(jī)，它有非常成熟的從底端的操作系統(tǒng)驅(qū)動Docker到其他部分都是固定且優(yōu)化過的，這時效率比較高。

作為國內(nèi)品牌服務(wù)器廠商，藍(lán)海大腦機(jī)架式GPU服務(wù)器擁有大規(guī)模并行處理能力和無與倫比的靈活性。它主要用于為計(jì)算密集型應(yīng)用程序提供足夠的處理能力。GPU的優(yōu)勢在于可以由CPU運(yùn)行應(yīng)用程序代碼，同時圖形處理單元(GPU)可以處理大規(guī)模并行架構(gòu)的計(jì)算密集型任務(wù)。專用GPU服務(wù)器是醫(yī)療成像、廣播和視頻轉(zhuǎn)碼市場的理想選擇。

五、GPU服務(wù)器的種類有哪些？

對GPU服務(wù)器的分類，首先需要確定一個角度(維度)來對GPU服務(wù)器做分類。

1、按GPU服務(wù)器外形分類。 分為塔式GPU服務(wù)器、機(jī)架式GPU服務(wù)器

1）塔式GPU服務(wù)器

塔式GPU服務(wù)器機(jī)箱比較大，服務(wù)器的配置也可以很高，冗余擴(kuò)展更可以很齊備，所以它的應(yīng)用范圍非常廣，應(yīng)該說使用率最高的一種服務(wù)器就是塔式服務(wù)器。我們平時常說的通用服務(wù)器一般都是塔式服務(wù)器，它可以集多種常見的服務(wù)應(yīng)用于一身，不管是速度應(yīng)用還是存儲應(yīng)用都可以使用塔式服務(wù)器來解決。成本低于機(jī)架、刀片服務(wù)器。由于機(jī)箱較大，具備良好的擴(kuò)展能力和散熱性能，可以配置多路處理器、多根內(nèi)存、多塊硬盤、多個冗余電源和散熱風(fēng)扇。

2）機(jī)架式服務(wù)器

外形看不像計(jì)算機(jī)，而像交換機(jī)，有1U（1U=1.75英寸=4.445cm）、2U、4U等規(guī)格。機(jī)架式服務(wù)器安裝在標(biāo)準(zhǔn)的19英寸機(jī)柜里面。該結(jié)構(gòu)多為功能型服務(wù)器。

對于信息服務(wù)企業(yè)（如ISP/ICP/ISV/IDC）而言，選擇服務(wù)器時首先要考慮服務(wù)器的體積、功耗、發(fā)熱量等物理參數(shù)，因?yàn)樾畔⒎?wù)企業(yè)通常使用大型專用機(jī)房統(tǒng)一部署和管理大量的服務(wù)器資源，機(jī)房通常設(shè)有嚴(yán)密的保安措施、良好的冷卻系統(tǒng)、多重備份的供電系統(tǒng)，其機(jī)房的造價(jià)相當(dāng)昂貴。如何在有限的空間內(nèi)部署更多的服務(wù)器直接關(guān)系到企業(yè)的服務(wù)成本，通常選用機(jī)械尺寸符合19英寸工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)架式服務(wù)器。機(jī)架式服務(wù)器也有多種規(guī)格，例如1U（4.445cm高）、2U、4U、6U、8U等。通常1U的機(jī)架式服務(wù)器最節(jié)省空間，但性能和可擴(kuò)展性較差，適合一些業(yè)務(wù)相對固定的使用領(lǐng)域。4U以上的產(chǎn)品性能較高，可擴(kuò)展性好，一般支持4個以上的高性能處理器和大量的標(biāo)準(zhǔn)熱插拔部件。管理也十分方便，廠商通常提供相應(yīng)的管理和監(jiān)控工具，適合大訪問量的關(guān)鍵應(yīng)用，但體積較大，空間利用率不高。

2、按GPU服務(wù)器接口進(jìn)行分類

目前市面上可以進(jìn)行交付的主要是傳統(tǒng)PCI-e總線和NV-Link接口。

1）NV-Link總線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)GPU服務(wù)器

NV-Link接口GPU的典型代表是NVIDIA V100，采用SXM2接口。DGX 2上有一個SXM3的接口。具有NV-Link總線標(biāo)準(zhǔn)的GPU服務(wù)器可以分為兩類：一類是英偉達(dá)設(shè)計(jì)的DGX超級計(jì)算機(jī)，另一類是英偉達(dá)合作伙伴設(shè)計(jì)的具有NV-Link接口的服務(wù)器。DGX超級計(jì)算機(jī)不僅提供硬件，還提供相關(guān)的軟件和服務(wù)。

2）傳統(tǒng)PCI-e數(shù)據(jù)總線GPU服務(wù)器

傳統(tǒng)PCI-e總線GPU服務(wù)器分為兩類，一類是OEM服務(wù)器，如曙光、浪潮、華為等國際品牌；另一類是非OEM服務(wù)器，也包括很多種。

3、按服務(wù)器環(huán)境分類

加固GPU服務(wù)器 也叫抗惡劣環(huán)境GPU服務(wù)器。一般是指在特殊的環(huán)境下工作的GPU服務(wù)器，如：車載GPU服務(wù)器、彈載GPU服務(wù)器、機(jī)載GPU服務(wù)器、船舶GPU服務(wù)器等特殊行業(yè)應(yīng)用。不同應(yīng)用行業(yè)、不同應(yīng)用環(huán)境下的GPU服務(wù)器應(yīng)用指標(biāo)也不相同。一般來說車載GPU服務(wù)器最重要的技術(shù)指標(biāo)是高低溫指標(biāo)，機(jī)載GPU服務(wù)器最重要的技術(shù)指標(biāo)是震動指標(biāo)（沖擊震動或均速震動），船舶GPU服務(wù)器最重要的技術(shù)指標(biāo)是三防指標(biāo)（鹽、霧、霜），彈載GPU服務(wù)器要求的技術(shù)指標(biāo)是就更全面啦！生產(chǎn)廠商幾乎都是國家隊(duì)如：706、716、909等。

4、按GPU散熱分類

液冷GPU服務(wù)器和水冷GPU服務(wù)器最大的不同點(diǎn)是散熱的方式不同。水冷服務(wù)器散熱方式是水（水的熱效比目前是優(yōu)于液體的熱效比），但水有導(dǎo)電的通用性，所以水冷服務(wù)器目前還沒有在市上大量應(yīng)用，液冷GPU服務(wù)器則不同，液冷GPU服務(wù)器是綜合熱效比、導(dǎo)熱比、可靠性等各項(xiàng)指標(biāo)技術(shù)的綜合性技術(shù)的產(chǎn)物。最大的特點(diǎn)就是靜音、節(jié)能35%。目前生產(chǎn)廠商有如：藍(lán)海大腦、阿里、百度、字節(jié)跳動（正在研發(fā)中）等。

5、按CPU品牌分類

按照GPU品牌類型可分為Intel 處理器的GPU服務(wù)器、AMD 處理器的 GPU服務(wù)器或者ARM芯片的GPU服務(wù)器等。

6、按應(yīng)用場景分類

按照應(yīng)用場景可將GPU服務(wù)器分為圖形加速GPU服務(wù)器(如視頻編解碼)、AI訓(xùn)練 GPU服務(wù)器、AI推理GPU服務(wù)器、科學(xué)計(jì)算GPU服務(wù)器。

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