在 AI 技术迅猛发展的海潮中,以 GPT-4 为代表的大模型异军突起,成为推动行业变革的核心力量。这些大模型在自然语言处理、计算机视觉等众多领域显现出了惊人的能力,从智能聊天呆板人到图像生成,从医疗诊断辅助到金融风险预测,其应用场景不绝拓展,深刻改变着人们的生存和工作方式。然而,这一变革性发展的背后,是对算力近乎 “贪婪” 的需求。
GPT-4 等大模型的练习所需算力呈指数级增长,这种增长速率远远超出了传统硬件技术发展的步伐。传统的 CPU 架构,虽在通用计算领域恒久占据主导职位,但面对大模型练习时的海量数据处理和复杂运算,却显得力不从心。CPU 的设计理念侧重于对复杂逻辑运算和控制使命的高效处理,其核心数量相对较少,缓存和控制单元复杂,这种架构在面对少量复杂使命时表现精彩,但在处理大规模并行计算使命时,效率低下,难以满足 AI 大模型练习对算力的迫切需求。
随着 AI 大模型的参数规模不绝膨胀,数据量呈指数级增长,传统 CPU 架构的局限性愈发凸显。以 GPT-3 为例,其拥有 1750 亿个参数,练习所需的算力高达 3.14x10^23flop,若使用高端的 A100 芯片进行练习,理论上需要 241 年才能完成一轮练习,这一数据直观地展示了传统 CPU 架构在应对大模型练习时的无力。
在这样的背景下,GPU 集群凭借其强盛的并行计算能力,成为了 AI 大模型练习的标配。GPU 最初设计用于图形渲染,其内部拥有大量的并行计算单元,可以大概同时处理