„Maximieren Sie die Leistung mit NVIDIA NVLink Connector für Dell PowerEdge C4130“

Jason Reeves

Jason Reeves

Im modernen Bereich des Hochleistungsrechnens sind ein erhöhter Datendurchsatz und eine höhere Effizienz eine Selbstverständlichkeit, da sie erforderlich sind, um das Beste aus Computersystemen herauszuholen. Der NVIDIA NVLink Connector für Dell PowerEdge C4130 ist eine moderne Technologie, die die Kommunikation zwischen GPUs verbessert, um anspruchsvolle Aufgaben präzise und effizient auszuführen. In diesem Blog werden der Platz des NVLink Connectors in der Struktur des Dell PowerEdge C4130, seine Parameter und, was besonders interessant ist, sein Beitrag zu Rechenlasten ausführlich erörtert. Wir konzentrieren uns auf den NVLink Connector, um seine Funktionen und Möglichkeiten für eine erhöhte Rechenleistung bei verschiedenen GPU-beschleunigten Aufgaben zu erläutern.

Inhaltsverzeichnis

Was ist NVLink und wie ist seine Funktionsweise?

NVLink überbrückt einen potenziellen Engpass bei der Leistung von CUDA-Anwendungen und ist zu einer unverzichtbaren NVIDIA-Technologie geworden. NVLink ist eine Hochgeschwindigkeitsverbindung von Nvidia, die verwendet wird, um die Datenübertragung zwischen GPUs durch die Herstellung einer direkten Kommunikationsleitung zu verbessern. Im Vergleich zu physischen Verbindungen wie PCIe ist die Bandbreite von NVLink höher, die Latenz geringer und kohärenter Speicher über miteinander verbundene Geräte hinweg möglich. Dies ist bei Anwendungen, die der Parallelverarbeitung gewidmet sind, sehr wichtig, da es die Funktionsweise von GPUs beim Teilen von Daten verbessert und die Leistung bei rechenintensiven Jobs oder Anwendungen maximiert. Durch die Verwendung von NVLink in Dell PowerEdge C4130-Servern können Benutzer wahrscheinlich eine bessere Skalierung und schnellere Ausführungszeiten in Multiprozessorsystemen erreichen. Die Skalierbarkeit führt zu einer höheren Rechengeschwindigkeit für KI, wissenschaftliche Berechnungen und Simulationen im großen Maßstab.

Ein wichtiger Unterschied, den NVIDIA NVLink bietet, ist die höhere Bandbreite und Speicherkohärenz für GPUs im Vergleich zu einer herkömmlichen PCIe-Schnittstelle. PCIe bietet unabhängig von der Version eine einzelne Verbindung und bietet eine Datenbandbreite von etwa 32 GB/s. Sie ist mit bis zu 600 GB/s extrem hoch, wodurch der Engpass in Multi-GPU-Setups mit SLI-Brücke viel weniger gravierend wird. Die Aktivierung von NVLink bedeutet auch, dass GPUs cache-kohärenten Speicher enthalten, was eine effizientere Nutzung der Speicherressourcen ermöglicht. PCIe hingegen bedeutet, dass die Datenzuordnung zwischen diskreten GPU-Speicherplätzen manuell erfolgt, was die Komplexität des Computer-Workflows erhöht. Die verbesserte Interkonnektivität von Geräten mit NVLink-Technologie führt zu mehr Flexibilität in der Architektur und schnellerer Leistung bei rechenintensiven Workloads aufgrund verbesserter Kommunikation zwischen Geräten.

Diese schnelle Schnittstelle verbindet kompatible GPUs und verknüpft sie mithilfe der NVLink Bridge, um Multi-GPU-Setups zu bilden. Das Hauptmerkmal der NVLink-Technologie ist ihre Implementierung – die Erstellung der NVLink Bridge, die für die Datenübertragung zwischen GPUs unerlässlich ist. Mithilfe der NVLink Bridge konnten auch Probleme bei der Sicherstellung der Kohärenz der Speicherbereiche von GPUs und der Stabilität der Datenübertragung zwischen ihnen gelöst werden. Alle diese Komponenten verbessern die GPU-Interkonnektivität umfassend und steigern die Leistung in Systemen, die NVIDIA NVLink verwenden, wenn sie für die parallele Verarbeitung über Kupferkabelverbindungen verwendet werden.

Wie sorgt NVLink für eine zusätzliche Steigerung der GPU-Dauerleistungsgrenze?

Vorteile der Hochgeschwindigkeitsverbindung zwischen GPUs

Die Vorteile des Datenaustauschs zwischen GPUs, der Verbindungen mit hoher Bandbreite und geringer Latenz nutzt, sind eine verbesserte Leistung und die Beseitigung der sternförmigen Engpässe bei Verbindungsknoten, die für Multi-GPU-Systeme typisch sind. Diese Verbesserung macht den gemeinsamen Speicherzugriff effizienter und ermöglicht schnelle parallele Verarbeitungsmodelle und mehr Rechenlastströme über komplexe Projekte hinweg. Indem es zwei GPUs die direkte Kommunikation ermöglicht, verbessert NVLink die Datensynchronisierung und ermöglicht eine schnellere Leistung für groß angelegte Simulationen und Rendering-Aufgaben. Diese Integration verbessert die Leistung einer einzelnen GPU und des PC-Systems, um den Bedarf an teuren Komponenten in einem System für HPC-Anwendungen zu senken.

NVLink unterstützt die Kommunikation zwischen GPUs in Multi-GPU-Systemen mithilfe einer dedizierten Hochgeschwindigkeitsverbindung, die nicht über den Standard-PCIe läuft. Dies reduziert Datenübertragungsengpässe und maximiert die Bandbreitenverfügbarkeit. NVLink verbessert die Möglichkeit, mehrere GPUs miteinander zu verbinden, wodurch es einfacher wird, GPU-Speicher zu bündeln und GPU-Daten zu teilen, was zu nahtloseren und koordinierteren Vorgängen führt. Diese Anordnung rationalisiert den Umfang der Berechnungen erheblich und erhöht die effektive Speicherbandbreite, wodurch die Verarbeitung komplizierterer und komplexerer Datenmodelle möglich wird. Folglich ist NVLink der Schlüssel zur Leistungssteigerung bei sehr anspruchsvollen Aufgaben wie Trainingsprozessen neuronaler Netzwerke, wissenschaftlichen Simulationen und realistischen Rendering-Aktivitäten.

Konzepte zu Bandbreite und hoher Datenübertragungsgeschwindigkeit 

Bandbreite bezeichnet die maximale Informationsmenge, die ein Übertragungsmedium auf einer bestimmten Ebene übermitteln kann. Es ist von entscheidender Bedeutung, Datenübertragungsprozesse/geschwindigkeitseffiziente Optionen für Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung zu bewerten. In Umgebungen mit mehreren GPUs ist eine große Bandbreite für die schnelle Übertragung einer großen Datenmenge zwischen den GPUs erforderlich, wodurch die zum Verschieben der Daten benötigte Zeit reduziert und die Effizienz erhöht wird. Technologien wie NVLink zielen darauf ab, die Bandbreite zu erhöhen, die von anderen Schnittstellentypen wie PCIe bereitgestellt wird, und so die Geschwindigkeit der Datenübertragung und die Leistung der Synchronisierung komplexer Prozesse zu verbessern. Dies führt folglich zu einer besseren Leistung bei High-End-Rechenarbeiten, bei denen eine schnelle Datenbewegung unerlässlich ist.

Verfügen meine GPUs über die erforderlichen Spezifikationen, um über NVLink zu funktionieren?

Um die Kompatibilität bestimmter Modelle mit NVLink zu prüfen, ist es wichtig, die spezifischen Modelle zu bestätigen, die diese Technologie unterstützen. Derzeit wird NVLink von mehreren häufig verwendeten NVIDIA-GPUs in Verbraucher- und professionellen Umgebungen unterstützt. Dazu gehören unter anderem RTX 3090 von NVIDIA und die Quadro RTX-Modelle. Zu diesem Zeitpunkt ist es jedoch wichtig, die offizielle NVidia-Site oder die Produktspezifikationen zu überprüfen, um die genaueste und zuverlässigste Integration mit Kompatibilitätsinformationen zu Endsystemen zu erhalten, damit es bei der Bereitstellung nicht zu Überraschungen kommt.

Um die NVLink-Unterstützung für die NVIDIA GeForce RTX 3090 zu überprüfen, beachten Sie bitte, dass das jeweilige GPU-Modell, das Sie besitzen, in den von NVIDIA bereitgestellten Spezifikationen die Unterstützung für die NVLink-Funktion erwähnen muss. RTX 3090 befindet sich im NVIDIA-Katalog von Produkten, die NVLink-fähig sind und daher Daten effektiv zwischen verschiedenen GPUs austauschen können. Die NVIDIA-Spezifikationen müssen für die übrigen Varianten abgeglichen werden, um ihre Kompatibilität zu bestätigen. Dieser Schritt hilft sicherzustellen, dass die inhärenten Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungsfunktionen von NVLink in Ihrem Setup vollständig genutzt werden können, was zu einer verbesserten Leistung über angeschlossene Grafikkarten hinweg führt. Wenn Sie weitere Hilfe benötigen, lesen Sie das Benutzerhandbuch für das Produkt oder wenden Sie sich an den NVIDIA-Support.

Die Quadro-Serie umfasst mehrere Modelle, die mit NVLink-Technologie ausgestattet sind, insbesondere Modelle, die auf den High-End-Computermarkt und professionelle Visualisierungsaufgaben ausgerichtet sind. Die Modelle Quadro RTX 8000 und Quadro RTX 6000 werden häufig als NVLink-fähig bezeichnet. Um dies festzustellen, reicht es aus, die offizielle NVIDIA-Website oder spezifische Marketingmaterialien für Ihr Quadro-GPU-Modell durchzusehen. Mit NVLink kann eine hervorragende Kommunikation zwischen GPUs erreicht werden, die für Vorgänge mit mehreren Rechenaufgaben von entscheidender Bedeutung ist, bei denen viel Bandbreite und geringe Latenz erforderlich sind.

System
  1. Kompatibilität bestätigen – Stellen Sie sicher, dass Ihre GPUs die NVLink-Technologie unterstützen, indem Sie die Produktspezifikationen auf der offiziellen NVIDIA-Website überprüfen.
  2. NVLink-Brücken beziehen – Kaufen Sie die passende NVLink-Bridge für Ihr GPU-Modell und stellen Sie sicher, dass sie der Anzahl der GPUs entspricht, die Sie anschließen möchten.
  3. Ausschalten und Stecker ziehen – Fahren Sie Ihr System sicher herunter und trennen Sie alle Stromquellen, um elektrische Schäden während der Installation zu vermeiden.
  4. GPU-Steckplätze suchen – Öffnen Sie Ihr Computergehäuse und identifizieren Sie die PCIe-Steckplätze, in denen die kompatiblen GPUs installiert sind.
  5. Installieren der Brücke – Verbinden Sie die NVLink-Brücke fest mit den dafür vorgesehenen NVLink-Steckplätzen auf den GPUs. Achten Sie auf festen und geeigneten Sitz.
  6. Sichere Verbindungen – Überprüfen Sie alle Verbindungen noch einmal und stellen Sie sicher, dass die NVLink-Brücke und die GPUs richtig in ihren Steckplätzen sitzen und gesichert sind.
  7. Einschalten und Treiberaktualisierung – Schließen Sie die Stromversorgung wieder an, starten Sie Ihr System und stellen Sie mithilfe der offiziellen Ressourcen von NVIDIA sicher, dass alle relevanten Treiber auf dem neuesten Stand sind.
  8. Verification – Verwenden Sie die Diagnosetools oder -software von NVIDIA, um zu überprüfen, ob NVLink richtig konfiguriert und betriebsbereit ist, um eine optimale Leistung zu erzielen.

„Was sollte ich als Erstes überprüfen, wenn Probleme mit der NVLink-Verbindung auftreten?“ Anschlüsse: Überprüfen Sie, ob jede GPU fest in den PCIe-Steckplätzen sitzt und die NVLink-Brücke richtig befestigt ist. Stellen Sie sicher, dass die GPU-Modelle und die NVLink-Brücke, einschließlich der 2-Steckplatz-Brücke, geeignet sind und die Einschränkungen in den von NVIDIA koordinierten Dokumenten nicht überschreiten. Überprüfen Sie dann, ob das BIOS des Systems auf eine mit NVLink-Systemen kompatible Version aktualisiert wurde. Stellen Sie sicher, dass alle für den ordnungsgemäßen Betrieb des Systems erforderlichen Treiber extrahiert und über die NVIDIA-Weboberfläche aktualisiert wurden. Wenn die Probleme weiterhin bestehen, können mit den Diagnoseinstrumenten von NVIDIA einige Tests durchgeführt werden, die helfen können, die Probleme zu lokalisieren oder zu verschlimmern. Wenn der Verdacht auf Hardwareprobleme besteht, untersuchen Sie die Anschlüsse sorgfältig auf Anzeichen von Beschädigungen und rufen Sie den Helpdesk von NVIDIA an, um Anweisungen zu erhalten.

Konfigurieren mehrerer GPUs für optimale Hochleistung. 

Lesen Sie in Umgebungen mit mehreren GPUs Folgendes, um die Installation zu vereinfachen: Stellen Sie sicher, dass das Motherboard über genügend PCIe-Lanes verfügt, damit jede der GPUs voll funktionsfähig ist und die Bandbreite nicht mit den anderen teilen muss. Sehen Sie sich Kühllösungen genau an, da eine gute Luftzirkulation unerlässlich ist, um die Drosselung der GPUs aufgrund von Überhitzung zu verringern. Aus Kompatibilitätsgründen und um die gleichen Verarbeitungsanforderungen beizubehalten, ist es ratsam, die gleichen GPU-Modelle zu konfigurieren. Verwenden Sie nach Möglichkeit SLI oder NVLink, da diese Technologien eine bessere GPU-Kommunikation und damit weniger Verzögerungen ermöglichen. Installieren Sie alle relevanten Gerätetreiber und verwenden Sie NVIDIA-Leistungsoptimierungstools, die für die GPU-Arbeitslast geeignet sind. Wenn Sie alle diese Schritte richtig ausführen, kann der Rechendurchsatz verbessert werden, indem mehrere GPUs auf einer einzigen Maschine verwendet werden.

Erweiterte Anwendungen von NVLink

NVLink verbessert die Leistung von High-Performance-Computing (HPC) und künstlicher Intelligenz (KI)-Workloads dank verbessertem Datenaustausch zwischen GPUs erheblich. Die fortschrittliche Technologie von NVLink minimiert die Probleme im Zusammenhang mit der Datenbewegung, die traditionell zwischen GPUs in PCIe-Konfigurationen auftreten, und verbessert so die Leistung bei intensiven Berechnungen. In KI-Anwendungen ist dies für NVLink von Vorteil, da es die Skalierung neuronaler Netzwerke erleichtert, was zu kürzeren Trainingszeiten und verbesserter Genauigkeit der Modelle führt. NVLink in HPC steigert die Effizienz von Berechnungen, indem es eine einheitliche Speicherressource und schnelle GPU-zu-GPU-Kommunikation bereitstellt, um komplexe Simulations- und Datenanalysevorgänge zu beschleunigen. Diese Verbesserungen sind für die Schaffung und Entwicklung jener Bereiche von entscheidender Bedeutung, in denen große Mengen paralleler Berechnungen erforderlich sind.

Die Zukunft von NVLink scheint einige große Fortschritte in Bezug auf die Konnektivität und Leistung von GPUs zu bringen. Da der Bedarf an schneller Datenverarbeitung zunimmt, wird NVLink mehr Bandbreite und Energieeffizienz benötigen. Eine Möglichkeit besteht darin, NVLink mit zukünftigen GPU-Architekturen zu koppeln, die voraussichtlich schnellere Kommunikationsnetzwerke ermöglichen werden. Andere schnelle Kommunikationsverbindungen könnten entstehen, wenn die Entwicklung von CPUs für datenorientierte Workloads voranschreitet. Wir könnten auch weitere Fortschritte bei der Interaktion von NVLink mit anderen Rechenbeschleunigern und -pedalen sehen. Weitere Fortschritte könnten die Verwendung von NVLink im Hybrid-Computing umfassen, bei dem sowohl CPUs als auch GPUs verwendet werden. Zweifellos werden diese Fortschritte die bereits etablierten Parameter des Hochleistungsrechnens und der künstlichen Intelligenz weiter übertreffen.

Die Verwendung von NVLink in Multi-GPU-Systemen bietet im Vergleich zu Infiniband den Vorteil einer höheren Bandbreite durch direkte Verbindungen zur GPU. Infiniband bietet Rechenzentren jedoch nützliche Netzwerkfunktionen, indem es Konnektivität zu verschiedenen Knoten mit geringerer Latenz bietet. PCIe-Schnittstellen und andere Technologien bieten allgemeine Interkonnektivität, jedoch mit geringerer Bandbreite als NVLink, wodurch NVLink besser für die Hochgeschwindigkeits-GPU-Kommunikation geeignet ist. Die Wahl zwischen diesen Technologien wird durch die Anforderungen der jeweiligen Anwendung bestimmt, zu denen Kommunikationsgeschwindigkeit, Systemdesign oder Systemerweiterbarkeit gehören können.

Referenzquellen

NVLink

Nvidia

Grafikkarte

Häufig gestellte Fragen (FAQs)

A: NVLink ist eine von NVIDIA entwickelte Technologie, die Verbindungen mit hoher Bandbreite zwischen GPUs ermöglicht. Bei Dell PowerEdge C4130-Servern beschleunigt NVLink die Datenbewegung zwischen NVIDIA RTX 2080 Ti-GPUs und verbessert die Leistung bei Aufgaben, bei denen mehrere GPUs verwendet werden, wie z. B. bei der Rendering-Technik, erheblich. Es verfügt im Vergleich zu PCIe-Schnittstellen über eine größere Bandbreite und geringere Latenz, was für eine höhere Effizienz bei Anwendungen für künstliche Intelligenz, maschinelles Lernen und Hochleistungsrechnen sorgt. 

A: Dell PowerEdge C4130 unterstützt NVLink-fähige Grafikkarten wie GeForce RTX 2080, RTX 3090 und mehrere andere Grafikkarten der 30er-Serie. Es ist auch mit professionellen GPUs wie NVIDIA Quadro und RTX A6000 kompatibel. Stellen Sie jedoch immer sicher, dass das jeweilige GPU-Modell für die von Ihnen verwendete Serverkonfiguration unterstützt wird.

A: Obwohl sowohl SLI als auch NVLink Multi-GPU-Setups ermöglichen, ist NVLink die effizientere Technologie. SLI beispielsweise bietet eine höhere Gaming-Verbesserung, während NVLink eine größere Bandbreite ermöglicht und mehr Inter-GPU-Verbindungen zulässt. Dies ist sehr gut für datenintensive Aufgaben in professionellen und wissenschaftlichen Umgebungen und Anwendungen geeignet. NVLink verfügt außerdem häufig über Funktionen wie einen GPU-Speicherpool, die SLI nicht hat.

F: Was ist der Unterschied zwischen NVLink 2.0 und NVLink 3.0?

A: Die technischen Daten von NVLink 3.0 zeigen deutlich, dass es in einer anderen Klasse als NVLink 2.0 spielt. NVLink 3.0 schlägt seinen Vorgänger dank besserer Bandbreite und Leistung mühelos. Ältere GPU-Modelle wie NVLink 2.0 hatten bis zu 50 GB/s bidirektionale Bandbreite pro Link; die neueren Modelle hingegen enthalten NVLink 3.0 und bieten eine erstaunliche bidirektionale Bandbreite von 100 GB/s. Diese Verbindung verlängerte die Datenübertragung über den Nvidia Dell PowerEdge C4130 auf höhere Geschwindigkeiten, als dies mit NVLink 2.0 offensichtlich möglich war.

A: Im Detail sind dies die Schritte zum Einrichten von NVLink auf Ihrem Dell PowerEdge C4130: Stellen Sie zunächst sicher, dass kompatible NVIDIA-GPUs auf Ihrem Server installiert wurden. Verwenden Sie beim Anschließen der GPUs die entsprechende NVLink-Brücke (z. B. eine 2-Slot-, 3-Slot- oder 4-Slot-Brücke). Installieren Sie anschließend die neuesten NVIDIA-Treiber. Anschließend müssen Sie die System-GPUs in der NVIDIA-Systemsteuerung konfigurieren. Schließlich kann die NVLink-Verbindung mit NVIDIA-Diagnosetools oder CUDA-Diagnosedienstprogrammen diagnostiziert werden. 

A: Im Allgemeinen werden beim Einrichten von NVLink im Dell PowerEdge C4130 identische GPU-Modelle empfohlen. Einige Kombinationen verschiedener GPU-Modelle können funktionieren. Es ist jedoch ratsam, ein Modell zu verwenden, um maximale Leistung und Kompatibilität zu erzielen. Konfigurationsbeschränkungen bezüglich unterstützter Umgebungen müssen in der Dokumentation von NVIDIA und den Serverspezifikationen von Dell nachgeschlagen werden.

A: Der Dell PowerEdge C4130 hat 1. NVLink bietet eine höhere Bandbreite als PCI Express PCIe. 2. Verbesserte Kommunikation zwischen GPUs: NVLink-GPUs verfügen über eine direkte Verbindung für Datenübertragungen, was die Leistung für Multi-GPU-Setups erhöht. 3. Verbesserte Multi-GPU-Systeme: Viele Multi-GPU-Systeme werden aufgrund der geringen Verbindungslatenz für die NVLink-Architektur von NVIDIA einfacher unterstützt. 4. Gemeinsame Nutzung von GPU-Speicher: Die NVLink-Architektur ermöglicht die Nutzung von Ressourcen wie GPU-Speicher durch andere verbundene GPUs. 5. Mehr zusätzliche Bandbreite für Deep Learning oder GPU-Simulationen: Deep Learning und wissenschaftliche Simulationsaufgaben begünstigen die Funktionen von NVLink.

A: Beim Dell PowerEdge C4130 beschleunigt NVLink die Kommunikation zwischen GPUs, was wiederum zu einer aktiven Leistungssteigerung von CUDA führt. Mehr GPUs können durch Datenaustausch effektiver an verschiedenen Aufgaben beteiligt sein, was die Effektivität von CUDA-Anwendungen verbessert. CUDA- und NVLINK-Supportanwendungen sind so konfiguriert, dass sie Nachrichten für gleichzeitige GPUs effizient drosseln, was zu einem verbesserten Durchsatz und einer höheren Gesamtleistung bei komplexen Berechnungen führt.

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