烟烟(陶冶) · 2023年12月13日 · 上海市长宁区

亚马逊AWS的Trainium2 AI架构

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                                                                                                                                                                                                                           在AI的加速操作
                                                                                                                                                                                                                              芝能科技出品

AWS最新推出的Trainium2 AI训练引擎在re:Invent 2023主机上首次亮相,引起广泛关注,通过与AWS实验室的Gadi Hutt的交流和对技术文档的挖掘,可以试图深入了解Trainium2与之前Inferentia系列的关系以及对Trainium2的期望。

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AWS自2017年推出Nitro DPU以来,不断创新,推出了多代Nitro DPU、Graviton Arm服务器CPU、Inferentia AI推理加速器等产品。Trainium2与Graviton4服务器CPU一同亮相,AWS似乎在全方位创新计算引擎。在与Gadi Hutt的交流中,我们努力填补由于缺乏详细信息而存在的空白。

在技术方面,Trainium2与Inferentia系列相比,有望正面竞争Nvidia的Hopper H100 GPU加速器。AWS首席执行官Adam Selipsky在re:Invent主题演讲中透露,AWS已经购买了数百万个Nvidia的A100和H100产品,表明其巨大的投资。AWS似乎通过创建自家的Titan模型,并在本土开发的Inferentia和Trainium上运行模型,实现了更高的性价比。我们预计Trainium2将与H100竞争,考虑到H100的高昂价格和供应难题。AWS在推动AI计算引擎方面取得了显著进展,但在定价上可能存在与Graviton服务器CPU类似的差距。AWS通过创造自有模型和设备,可能在价格/性能比上具有竞争优势,这类似于其在Arm CPU实例方面的策略。尽管AWS乐意销售Intel和AMD的CPU,但通过省去中间商,它能够以更具吸引力的价格提供Arm CPU实例。Trainium2的推出使得AWS在AI计算引擎领域更具竞争力,而其对自主研发和创新的执着,似乎在性价比上取得了一定优势。这将在未来的云计算市场中引发更多关注和探讨。

Trainium架构是由AWS持续创新的一部分,结合了Inferentia1、Trainium1的元素,并在Inferentia2的基础上进行了改进。架构的层次结构包括计算元素、存储元素和连接它们的网络,其中元素的抽象级别可能在不同架构中发生变化。

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Inferentia1芯片由Annapurna Labs团队于2018年发布,具有四个NeuronCore内核,包括ScalarEngine和VectorEngine,类似于Nvidia GPU中的CUDA核心。NeuronCore还包括TensorEngine,用于加速矩阵数学,类似于Nvidia GPU中的TensorCore。Inferentia1的NeuronCore-v1内核在FP16/BF16粒度下提供16 teraflops的性能。

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Trainium1芯片于2020年发布,使用NeuronCore-v2核心,添加了32 GB HBM堆叠DRAM内存以提高带宽。Trainium1相较于Inferentia1可能减少了NeuronCore数量,但在每个核心内的标量、矢量和张量引擎数量增加了一倍。此外,Trainium1引入了称为GPSIMD引擎的通用处理器,可以直接使用C和C++进行寻址。

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Inferentia2芯片基本上是Trainium1芯片的变体,通过保留HBM带宽并可能未激活某些元件来适应推理工作负载。其架构与Trainium1相似,但具有更少的NeuronLink-v2互连端口。

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Trainium2架构推断为两个Trainium1芯片相互连接,可能以单片或两个小芯片插槽的形式出现,通过高速互连进行连接。Trainium2在计算元素、存储元素和网络连接方面与之前的架构相似,但可能在性能和带宽方面进行了改进。Trainium架构代表了AWS在AI计算引擎领域的不断演进,利用先前架构的优势并通过新的创新不断提高性能和效率。
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