NVLink和NVSwitch

NVLink

NVLink主要加速CPU和NVIDIA GPU之间的互联速度，需要CPU的支持，例如IBM的Power的某些CPU支持，intel的CPU不支持；
也用于加速NVIDIA GPU和NVIDIA GPU之间的互联速度；
是一种点对点结构的串行通信协议；
版本速度Lans
Per Link		单向速度
Per Link		Link数In BWOut BW
Total BW
2014年
NVLink 1.0		20GT/s8+8
In + Out		8bit*20GT/s=20GB/sP100 With
4 Links
80GB/s80GB/s160GB/s
2018年
NVLink 2.0		25GT/s8+8
In + Out		8bit*25GT/s=25GB/sV100 With
6 Links		150GB/s150GB/s300GB/s
2020年
NVLink 3.0		50GT/s4+4
In + Out		4bit*50GT/s
=25GB/s		A100 With
12 Links		300GB/s300GB/s600GB/s
X16 PCIe Gen3 的带宽是16bit*8GT/s=16GB/s
X16 PCIe Gen4 的带宽是16bit*16GT/s=32GB/s


eg1: GPU与GPU通过NVLink1.0互联
eg2: GPU与GPU通过NVLink1.0互联
eg3: 8*P100 Cube Mesh Topo
eg4: 8*V100 Cube Mesh Topo


NVSwitch

NVSwitch是交换芯片
6对（12个Switch）使用在1个DGX-2的Server中支持16个P100 GPU
从GPU的角度看：8对GPU之间的带宽都是300GB/s，那么合计的带宽就是300GB/s*8=2.4TB/s
从Switch的角度看：一个Switch是8个Link，6个Switch就是48Link，单向进入的速度也可以这样计算48Link*25GB/s=1.2TB/s
Switch存在的作用是避免GPU和GPU之间的通信会存在多跳；
关于NVSwitch能找到的资料只有hp30上的胶片，可以看到switch上其实有18个NVLink2.0的Port，理论的吞吐是18*50GB/s=900GB/s
可以猜测NVSwitch2.0可能实现了36个NVLink3.0的Port，理论的吞吐是1800GB/s，但是实际上使用了32个，吞吐是1600GB/s；

EX01: 12个NVSwitch 1.0连接16个V100实现0跳互联： 
参考Wikichip的透视可能更加清晰：

EX02： 12个NVSwitch 2.0连接16个A100实现0跳互联：

Change List
V0.1 2019年11月9日 NVLink1.0/2.0 NVSwitch1.0
V0.2 2020年5月23日 添加NVLink3.0  NVSwitch2.0

参考文献：



posted @ 2020-05-23 23:06  kongchung  阅读(7188)  评论(0)  编辑  收藏  举报