機器學習系統與基礎設施
高頻寬記憶體(high-bandwidth memory,HBM)
加速器的運算單元若挨餓沒資料就毫無用處。高頻寬記憶體(HBM)就是緊貼著 GPU 晶粒、負責餵養這些單元的堆疊式 DRAM。它不是把幾顆記憶體晶片擺在遙遠的電路板上,而是把許多 DRAM 晶粒垂直堆疊,再透過矽中介層(interposer)以極寬的匯流排連接——把傳統記憶體那條又長又窄的路,換成一條又短又寬的路。
HBM 用矽穿孔(TSV)把 DRAM 晶粒疊起來,每個堆疊對外露出 1024 位元寬的介面,所以即使時脈不算高,也能交付每秒數兆位元組(TB/s)的頻寬;近期的 HBM3 與 HBM3e 每個堆疊就超過每秒一兆位元組,而一個加速器上有好幾個堆疊。代價是容量與價格:HBM 每 GB 的成本遠高於商用 GDDR 或 DDR,而堆疊也限制了總容量,這就是為何前沿加速器搭載的是數十 GB,而非數百 GB。
正因為太多機器學習核心——尤其是大型語言模型的解碼——受限於記憶體頻寬,決定其上限的是 HBM 頻寬而非裸 FLOPs。運算成長速度與記憶體成長速度之間越拉越大的差距,也就是所謂的「記憶體牆」,正是算術強度、融合與量化在現代系統工作中如此吃重的原因。
又称
另见