GTC中國線上大會主題演講：AI 研究的最新進展

2020-12-16 NVIDIA英偉達中國

著名計算機科學家 Bill Dally 講述他的團隊如何助力 AI 性能實現逐年翻倍。



今天，NVIDIA 首席科學家 Bill Dally 在 GTC 中國線上大會主題演講中說道，NVIDIA 的研究人員致力於打造速度更快的 AI 晶片，並將其用於具有更高帶寬的系統，從而簡化編程。


他以三個項目為例，講述了自己帶領的 200 人的研究團隊如何成功實現「黃氏定律 (Huang’s Law)」。這則以 NVIDIA 執行長黃仁勳（Jensen Huang）名字命名的定律，預測 GPU 將推動 AI 性能實現逐年翻倍。


Dally 講述：「如果我們真想提高計算機性能，黃氏定律就是一項重要指標，且在可預見的未來都將一直適用。此前，Dally 曾負責 NVIDIA 在 AI、光線追蹤和高速互連領域的相關研究。」


NVIDIA 助力 AI 推理性能每年提升一倍以上


超高能效加速器


為實現這一突破，NVIDIA 研究人員專門開發了一種名為 MAGNet 的工具，其生成的 AI 推理加速器在模擬測試中，能夠達到每瓦 100 tera ops 的推理能力，比目前的商用晶片高出一個數量級。


MAGNet 採用了一系列新技術來協調並控制通過設備的信息流，最大限度地減少數據傳輸，而數據傳輸正是當今晶片中最耗能的環節。這一研究原型以模組化實現，因此能夠靈活擴展。


另外，研究團隊還開展了一項研究，旨在以更快速的光鏈路取代現有系統內的電氣鏈路。


發揮所有光子的潛能


Bill Dally 擁有 120 多項專利，在 2009 年加入 NVIDIA 之前，曾任史丹福大學計算機科學系主任。Dally 表示：「我們可以將連接 GPU 的 NVLink 速度提高一倍，也許還會再翻番，但電子信號最終會消耗殆盡。」


該團隊正在與哥倫比亞大學的研究人員密切合作，探討如何利用電信供應商在其核心網絡中所採用的技術，通過一條光纖來傳輸數十路信號。


這種名為「密集波分復用」的技術，有望在僅一毫米大小的晶片上實現 Tb/s 級數據的傳輸，是如今互連密度的十倍以上。


除了更大的吞吐量，光鏈路也有助於打造更為密集型的系統。Dally 舉例展示了一個未來將搭載 160 多個 GPU 的 NVIDIA DGX 系統模型。


工程師藉助光鏈路，在單一系統中可搭載 160 多個 GPU


軟體方面，NVIDIA 的研究人員開發了全新編程系統原型 Legate。開發者藉助 Legate，即可在任何規模的系統上，運行針對單一 GPU 編寫的程序——甚至適用於諸如 Selene 等搭載數千個 GPU 的巨型超級計算機。


Legate 將一種新的編程速記融入了加速軟體庫和高級運行時環境 Legion，目前它正在美國國家實驗室接受測試。


描繪美好未來


除上述三項研究，Dally 還在主題演講中談到了 NVIDIA 特別針對醫療健康、無人駕駛汽車和機器人等眾多行業打造的平臺。同時，他還致力於鑽研數據科學、AI 和圖形處理。


Dally 表示：「經過幾代人的努力，NVIDIA 的產品將通過基於物理渲染的路徑追蹤技術，實時生成令人驚豔的圖像，並能夠藉助AI構建整個場景。」


此外，他還首次公開展示了 NVIDIA 的對話式 AI 框架 Jarvis 與 GauGAN 的完美組合。GauGAN 利用生成式對抗網絡，只需簡略構圖，就能創建美麗的風景圖。在演示中，用戶可通過語音指令，即時生成像照片一樣栩栩如生的畫作。


藉助 NVIDIA Jarvis，用戶可通過語音指令，利用 GauGAN 進行繪畫創作


在主題演講視頻錄製的間隙，Dally 接受了採訪，表示對研究團隊在多個領域取得的開創性進展深感自豪。


他說：「當前，NVIDIA 在光線追蹤領域所取得進展，都始於 NVIDIA 研究院打造的原型，我們的產品團隊都很興奮。2011年，我委派 NVIDIA 研究員 Bryan Catanzaro 與史丹福大學教授 Andrew Ng 共同合作一個項目，後來打造出 CuDNN 軟體，讓深度學習領域大量的研究工作成為可能。」


立足網絡領域


此外，Dally 還牽頭開展了一項合作，構建了 NVLink 和 NVSwitch 最初的原型。NVLink 和 NVSwitch 如今用於全球最大型的超級計算機中，實現了其內部 GPU 的互連。


他說：「產品團隊總能迅速將研究工作轉化為實際成果，這也是 NVIDIA 如今能夠成為全球公認最領先的網絡公司之一的原因。」


談及對科技的熱情，Dally 說自己就像個沉浸在糖果故事裡的孩子。也許某一天，原本還在幫助一組團隊研究 AI 加速器的他，就會突然轉而幫助另一團隊解決機器人領域的複雜問題。


他說：「我現在所做的，是一份全世界，或者起碼是全公司裡最有趣的工作，讓我有機會能夠助力塑造未來。」


除大會主題演講外，GTC 中國線上大會還將提供 220 多場主題演講和分論壇，均可免費參加，且絕大多數將使用中文。


GTC 中國線上大會高峰論壇及初創企業展示


主題演講之後，NVIDIA 的資深專家齊聚高峰論壇，介紹公司在 AI、數據科學和醫療健康領域的多項突破性技術在中國的落地應用。


此外，面向 AI 和數據科學領域初創企業的孵化項目NVIDIA 初創加速計劃（NVIDIA Inception）將邀請 12 家領軍中國初創企業出席此次大會。


大會吸引了眾多行業領軍企業與機構參與其中，包括阿里巴巴、AWS、百度、字節跳動、中國電信、戴爾科技、滴滴、新華三、浪潮、快手、聯想、微軟、平安、騰訊、清華大學和小米。


NVIDIA 首席科學家 BILL DALLY 通過 GTC 中國線上大會 2020 主題演講，為您解讀 NVIDIA 新科技如何助力解決當今世界的巨大挑戰。點擊「了解更多」觀看演講視頻！

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