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為什么大廠不愿意使用英偉達的NVLink？

老虎說芯|Tiger Chip|

2024-11-21 10:14:08 631

在當前的GPU和加速計算領域，英偉達（NVIDIA）無疑是*的技術提供者，其開發(fā)的NVLink技術是一項革命性的高速互連技術，旨在加速GPU之間以及GPU與主機CPU之間的通信。然而，盡管NVLink技術具有顯著的優(yōu)勢，許多大廠仍然選擇不采用這一技術，而是使用其他技術或開發(fā)自己的互連方案。那么，是什么原因使得這些廠商在選擇互連技術時對NVLink保持謹慎？我們將從多個角度進行詳細分析。

一、專有技術的限制與生態(tài)壁壘

NVLink是英偉達的專有技術，它不僅是硬件連接標準，還包括了一系列的軟件和硬件的集成設計。具體來說，NVLink通過在GPU和主機之間、多個GPU之間創(chuàng)建高速、低延遲的數(shù)據(jù)傳輸通道來提高計算效率。然而，這種技術依賴于英偉達的硬件架構和驅動程序，意味著其他廠商如果選擇NVLink，必須依賴英偉達的技術棧，并且受限于英偉達的許可協(xié)議。這種依賴關系可能導致幾個問題：

硬件兼容性問題：NVLink技術是針對英偉達的GPU架構優(yōu)化的，其他廠商的GPU（如AMD、Intel等）無法直接支持NVLink，除非對其硬件進行深度改造。因此，其他廠商可能更傾向于開發(fā)開放的標準，以避免鎖定到單一供應商。

生態(tài)系統(tǒng)封閉性：如果其他廠商采用NVLink，它們的硬件和軟件生態(tài)將會與英偉達緊密耦合，難以與其他供應商（例如AMD、Intel）的硬件進行無縫對接。這種封閉性使得采用NVLink的廠商在市場競爭中處于劣勢，限制了他們的選擇空間。

二、成本與商業(yè)考量

NVLink的高帶寬和低延遲性能是無可置疑的，但從成本角度來看，采用NVLink的硬件成本相對較高。為了實現(xiàn)NVLink的高速數(shù)據(jù)傳輸，英偉達的GPU在設計上需要增加額外的硬件組件，如NVLink橋接芯片和專用的總線接口。這些硬件成本會增加每個GPU的生產(chǎn)成本。此外，開發(fā)和維護NVLink技術所需的技術支持和工具鏈也會增加額外的開銷。

對于其他廠商而言，尤其是那些希望在價格上具有競爭力的廠商，使用NVLink可能意味著更高的研發(fā)和生產(chǎn)成本，這將直接影響到產(chǎn)品的價格和市場份額。相比之下，使用PCIe等更為通用的接口，可以大大降低成本，同時依賴于行業(yè)標準，使得兼容性和互操作性得到保障。

三、PCIe的普及與兼容性優(yōu)勢

PCIe（Peripheral Component Interconnect Express）是目前廣泛使用的高速互連標準，幾乎所有的計算機系統(tǒng)都支持PCIe，且其兼容性*。相較于NVLink，PCIe具有以下幾個優(yōu)勢：

廣泛的硬件支持：幾乎所有的現(xiàn)代CPU和GPU都支持PCIe接口，因此無論是AMD、Intel還是英偉達的硬件平臺，都可以無縫連接使得PCIe成為最用的互連標準，并支持不同品牌和型號的硬件設備。

較低的開發(fā)成本：由于PCIe是業(yè)界標準，廠商無需為硬件開發(fā)額外的專有互連技術，降低了研發(fā)成本。許多廠商已經(jīng)在PCIe基礎上進行優(yōu)化，尤其是PCIe 4.0和PCIe 5.0的引入，使得PCIe帶寬和性能已經(jīng)能夠滿足大多數(shù)高性能計算需求。

成熟的生態(tài)系統(tǒng)和工具鏈：與NVLink不同，PCIe擁有一個成熟的生態(tài)系統(tǒng)，包括廣泛的硬件支持、驅動程序、操作系統(tǒng)支持和優(yōu)化工具。這些都使得開發(fā)者能夠更容易地集成和優(yōu)化基于PCIe的系統(tǒng)。

四、開放標準與技術創(chuàng)新

NVLink作為一種封閉的專有技術，雖然能夠提供高帶寬和低延遲的優(yōu)勢，但并不是*可以滿足高性能計算需求的方案。許多廠商和研究機構更傾向于采用開放標準，如PCIe、CCIX（Cache Coherent Interconnect for Accelerators）和CXL（Compute Express Link）等。這些開放標準不僅具有更好的跨平臺兼容性，還支持硬件級的緩存一致性、內存共享等功能，從而能夠在多種不同硬件平臺之間實現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)交換。

開放標準的兼容性：如CXL、CCIX等新興的高速互連標準，旨在提供跨CPU、GPU和加速器的高效互聯(lián)，并支持硬件層面的緩存一致性。這些標準為不同廠商之間的硬件互操作性提供了更多的選擇空間，避免了鎖定到單一供應商的風險。

技術進步和創(chuàng)新：雖然NVLink在某些特定場景下表現(xiàn)*，但開放標準通常能夠促進更廣泛的技術創(chuàng)新。廠商可以根據(jù)自己的需求定制硬件，并且更容易與不同類型的計算資源（如FPGA、AI加速器等）進行無縫對接，這有助于推動整個產(chǎn)業(yè)的技術進步。

五、市場競爭與戰(zhàn)略布局

在市場競爭方面，各大廠商（如AMD、Intel等）也在積極尋求能夠與英偉達抗衡的技術解決方案。對于這些廠商而言，選擇采用NVLink不僅意味著在硬件上與英偉達深度捆綁，還可能意味著其產(chǎn)品在市場上的差異化優(yōu)勢被削弱。

例如，AMD在其GPU產(chǎn)品中并沒有采用NVLink，而是依靠自身開發(fā)的Infinity Fabric（無限連接技術）。Infinity Fabric具有類似NVLink的高速互聯(lián)能力，但它是一個開放的技術標準，能夠與多種不同類型的處理器和加速器進行兼容。這使得AMD能夠在避免依賴英偉達的同時，依靠自有技術形成自己的競爭優(yōu)勢。

Intel也在不斷推動其硬件加速產(chǎn)品的創(chuàng)新，推出了自己的互連技術和開放標準，例如CXL。CXL不僅支持高速的數(shù)據(jù)交換，還能夠實現(xiàn)GPU、CPU和內存之間的高效數(shù)據(jù)共享，因此成為了Intel推動數(shù)據(jù)中心和高性能計算領域的一項重要戰(zhàn)略。

六、系統(tǒng)級優(yōu)化的需求

雖然NVLink提供了高帶寬和低延遲的通信能力，但它的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在特定的高性能計算場景中，如大規(guī)模GPU并行計算、深度學習訓練等。對于很多企業(yè)用戶而言，GPU和CPU的協(xié)同工作更多的是在數(shù)據(jù)吞吐量和計算效率上進行平衡，而不僅僅追求*的帶寬。因此，廠商往往更傾向于在系統(tǒng)級上進行優(yōu)化，采用適合自己特定需求的方案，而不是依賴于單一的技術。

七、總結

盡管NVLink在性能上提供了顯著的優(yōu)勢，尤其是在GPU之間以及GPU與CPU之間的高速數(shù)據(jù)傳輸上，但其封閉性、高成本和對英偉達硬件的依賴，使得其他廠商不愿意采用這一技術。開放標準如PCIe、CXL和CCIX等提供了更好的兼容性、成本效益以及硬件生態(tài)的自由度，這使得更多廠商選擇了這些技術方案。此外，廠商在追求創(chuàng)新、市場競爭力和戰(zhàn)略布局時，往往傾向于開發(fā)適合自己的技術，避免對某一供應商的過度依賴。因此，盡管NVLink在某些領域具有*地位，但并非所有廠商都愿意將其作為核心互連技術。

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