معماری بلک ول انویدیا | قابلیت NVIDIA Blackwell Architecture در صنعت گرافیک

معماری بلک ول انویدیا | قابلیت NVIDIA Blackwell Architecture در صنعت گرافیک

معماری بلک ول انویدیا که در واقع یک نوع پردازنده گرافیکی GPU است، به واسطه شرکت NVIDIA طراحی شده است. این معماری در سطح جهان بسیار پرطرف‌دار است و در نسخه‌های محدودی به بازار عرضه شده است. پردازنده‌های گرافیکی که از معماری بلک ول انویدیا برخوردار هستند، مدل‌های مختلفی دارند و در سال‌های پیش رو نیز نسخه‌های جدیدتری از آن به بازار عرضه خواهد شد. معماری BLACKWELL از مزیت‌های بسیار زیادی برخوردار است و از معماری‌های قبلی که برای پردازنده‌های گرافیکی استفاده می‌شده‌اند، پیشی گرفته است. در شرکت مکسا که این مطلب را برای شما تهیه کرده است، به بررسی مزایا، معایب، ویژگی‌ها و سایر مسائل پیرامون معماری بلک ول خواهیم پرداخت. 

راهنمای مطالعه

معماری بلک ول انویدیا به‌عنوان جدیدترین و پیشرفته‌ترین معماری که در ساخت پردازنده‌های گرافیکی استفاده می‌شود، در ایران قابل‌تهیه است. شرکت NVIDIA با تولید این پردازنده گرافیکی مرزهای محاسباتی را جابه‌جا کرده است. اتصالات فوق‌سریع، پشتیبانی از فرمت‌های عددی نوین و طراحی چند تراشه‌ای MCM معماری بلک ول را بسیار متفاوت و کارآمد کرده است. بااین‌وجود می‌توان آینده هوش مصنوعی و رایانش ابری را با چشم‌اندازی جدید ترسیم کرد. 

🔶 بیشتر بخوانید: انویدیا | قیمت و خرید محصولات برند NVIDIA (کارت گرافیک انویدیا)

قیمت و خرید کارت گرافیک سرور انویدیا NVIDIA

معماری بلک ول انویدیا چیست؟

بلک ول Blackwell به‌عنوان جدیدترین معماری GPU از شرکت انویدیا شناخته می‌شود که رقیب سرسختی برای معماری BLACKWELL است و جایگزین آن شده است. از معماری بلک ول برای پردازنده‌های گرافیکی نسل بعدی استفاده می‌شود و برای انجام محاسبات هوش مصنوعی، دیتاسنترها یا سوپرکامپیوترها انتخاب بسیار مناسبی است. پردازنده‌های B200 و B100 اولین اعضای معماری BLACKWELL محسوب می‌شوند که در سال 2024 به بازار عرضه می‌شوند.

مطابق با اطلاعات به‌دست‌آمده در خصوص پردازنده بلک ول می‌توان گفت که این پردازنده در مقایسه با BLACKWELL H100 از عملکرد 5 برابر قوی‌تر در زمینه AL و هوش مصنوعی برخوردار است. سبک طراحی چی‌پلت یا MCM در تولید GPU برای اولین‌بار در معماری بک ول استفاده شده است که به واسطه آن دو GPU در یک قالب قرار داده می‌شوند. لازم به ذکر است که تراشه‌های گرافیکی بلک ول از 104 میلیارد ترانزیستور در GPU برخوردار هستند. در نتیجه 208 میلیارد ترانزیستور مبتنی بر تولید تراشه 4 نانومتری TSCM را تشکیل می‌دهند. 

سرور گرافیکی انویدیا NVIDIA DGX H100 8-GPU

سرور گرافیکی انویدیا NVIDIA DGX H100 8-GPU

سرور گرافیکی انویدیا NVIDIA DGX H200 8-GPU

سرور گرافیکی انویدیا NVIDIA DGX H200 8-GPU

کارت گرافیکی انویدیا NVIDIA H200 Tensor Core GPU

کارت گرافیکی انویدیا NVIDIA H200 Tensor Core GPU

کارت گرافیک انویدیا NVIDIA H100 80GB PCIe

کارت گرافیک انویدیا NVIDIA H100 80GB PCIe

استفاده از معماری BLACKWELL در هوش مصنوعی

BLACKWELL یکی از معماری‌های کمپانی NVIDIA است که در گروه شتاب‌دهنده‌های هوش مصنوعی قرار می‌گیرد. به‌عبارت‌دیگر، معماری BLACKWELL برای شتاب دادن به آموزش و استنتاج مدل‌های بزرگ هوش مصنوعی طراحی شده و از پرکاربردترین معماری‌هایی است که در پایگاه‌های داده و ابررایانه‌ها مورداستفاده قرار می‌گیرد. معماری BLACKWELL موجب می‌شود که سرعت آموزش مدل‌های زبانی بزرگ به میزان 4 برابر افزایش یابد. از سوی دیگر، استنتاج مدل‌های آموزش به‌صورت کاملا بهینه و سریع از طریق آن انجام می‌شود. 

🔶 بیشتر بخوانید: معماری هوپر انویدیا، معرفی قابلیت NVIDIA Hopper در صنعت گرافیک

استفاده از معماری BLACKWELL در هوش مصنوعی
استفاده از معماری BLACKWELL در هوش مصنوعی

کاربرد Blackwell NVIDIA

  شرکت‌های فعال در حوزه هوش مصنوعی و فناوری   سازمان‌ها و مراکز تحقیقاتی
  شرکت مایکروسافت   دانشگاه‌ها
  شرکت آمازون   مراکز نظامی و امنیتی
  شرکت گوگل   شرکت‌های صنعتی و دارویی
  فیس‌بوک   سازمان‌های بیمه و شرکت‌های مالی

مزایای معماری بلک ول انویدیا برای پردازنده‌های گرافیکی

  افزایش کارایی محاسباتی   مصرف انرژی بهینه
  بهره‌وری بالا در اجرای عملیات ماتریسی   پشتیبانی از فناوری حافظه و انتقال داده
  عملکرد مناسب در انجام محاسبات موازی   بهره‌بردن از حافظه سریع با پهنای باند بالا
  حفظ تعادل میان سرعت و دقت   بهینه‌سازی انتقال داده‌ها
  افزایش سرعت آموزش و استنتاج مدل‌های بزرگ   برخورداری از قابلیت‌های پیشرفته برای پردازش هوش مصنوعی
  کاهش زمان آموزش   مقیاس‌پذیری بالا
  کاهش تأخیر در پردازش داده‌ها   پشتیبانی از ارتباط بین چند GPU

معایب معماری  بلک ول کارت‌های گرافیک انویدیا

  گران‌قیمت بودن کارت‌های مبتنی بر معماری BLACKWELL   نیاز به دانش بالا برای نصب و راه‌اندازی سیستم
  بالا بودن هزینه‌های جانبی کارت‌های مبتنی بر BLACKWELL   بهینه‌سازی‌شده برای هوش مصنوعی
  مصرف انرژی بسیار بالا   محدودیت در خریداری کارت گرافیک مبتنی بر BLACKWELL در بازار آزاد
  نیاز به زیرساخت‌های پیشرفته برای مصرف برق و خنک‌سازی   وابستگی زیاد به اکوسیستم انویدیا
  شرایط پیچیده در نگهداری و پیاده‌سازی سیستم

نسل‌های معماری BlackWell انویدیا

معماری بلک ول انویدیا به‌عنوان جدیدترین نسل پردازنده‌های گرافیکی شرکت INVIDIA شناخته می‌شود که در سال 2024 معرفی شده است. بااین‌وجود معماری BLACKWELL INVIDIA هنوز در اولین نسل خود است و هنوز نسل‌های مختلفی از آن معرفی و عرضه نشده‌اند. اما به‌صورت کلی نسل‌های مختلف معماری بلک ول انویدیا که از سال 2024 تا 2025 معرفی شده‌اند، عبارت‌اند از: BLACKWELL B100 و BLACKWELL B200.

B100 بر پایه GPU ساخته شده است و برای دیتاسنترها و مراکز هوش مصنوعی بسیار مناسب است. BLACKWELL B100 به‌صورت مستقیم جایگزین معماری BLACKWELL H100 شده است. BLACKWELL B200 یک نسخه بسیار قدرتمندتر است که قدرت پردازش، حافظه و کارایی انرژی آن بسیار بالا است. از BLACKWELL B200 می‌توان برای NVLINK پیشرفته استفاده کرد. لازم به ذکر است که معماری B200 بلک ول برای TRAINING مدل‌های بزرگ طراحی شده است.

GB200 Grace-Blackwell Superchip یکی دیگر از نسل‌های معماری بلک ول است که متشکل از دو GPU B200 است و برای مقیاس‌پذیری در دیتاسنترها و سوپرکامپیوترها طراحی شده است. پیش‌بینی‌های انجام شده در خصوص معماری بلک ول انویدیا نشان می‌دهد که نسل‌های جدید این معماری در سال‌های آینده یعنی 2025 الی 2027 معرفی می‌شوند. اما تاکنون نام‌های مشخصی برای آنها در نظر گرفته نشده است. 

🔶 بیشتر بخوانید: معماری آمپر انویدیا | قابلیت NVIDIA Ampere Architecture در صنعت گرافیک

نسل‌های معماری BlackWell انویدیا
نسل‌های معماری BlackWell انویدیا

جزئیات تکنولوژی بلک ول انویدیا

تکنولوژی BLACKWELL انویدیا دارای 20 پتافلاس توان پردازشی گرافیکی برای هر تراشه است. به همین دلیل عملکرد هوش مصنوعی آن 5 برابر ارتقا یافته است. علاوه بر آن، 8 پشته حافظه HBM3E در طراحی این GPU به کار رفته است. HMB3E از 192 گیگابایت حافظه برخوردار است و پهنای باند آن نیز 8 ترابایت در ثانیه است. بلک ول انویدیا مجهز به جدیدترین فناوری های جهان است و پیشرفته‌ترین سخت افزارها برای آن استفاده شده اند. 

🔶 بیشتر بخوانید: سرور هوش مصنوعی و سرور گرافیکی | راهنمای خرید و قیمت AI and GPU Server

کلاس جدیدی از سوپر چیپ‌های هوش مصنوعی

معماری BLACKWELL انویدیا نسل جدیدی از سوپر چیپ‌های هوش مصنوعی است که تحول بسیار اساسی در مصرف انرژی، کارایی و مقیاس‌پذیری ایجاد کرده است. BLACKWELL یک سوپر چیپ هوش مصنوعی دوگانه است که از اتصال 10 ترابایت در ثانیه برخوردار است. بلک ول به‌عنوان کلاس جدیدی از سوپرچیپ های هوش مصنوعی به منظور تسریع مدل‌های زبانی بزرگ و مدل‌های مولد به کار برده می‌شود. 

محاسبات امن با عملکرد بالا و هوش مصنوعی امن در معماری بلک ول Blackwell

محاسبات امن با عملکرد بالا و هوش مصنوعی امن از مهم‌ترین ویژگی‌های معماری BLACKWELL انویدیا محسوب می‌شود. بهره‌بردن از فناوری Confidential Computing در معماری بلک ول موجب شده که از داده‌ها و مدل‌های حساس به‌خوبی محافظت شود. Confidential Computing باعث می‌شود تا برنامه‌ها به‌صورت ایمن در محیط‌های سخت‌افزاری محافظت شده اجرا شوند. از سوی دیگر TEE-I/O در اجرای کد و پردازش داده‌ها در محیط‌های ایزوله شده مؤثر واقع می‌شود که از نشت اطلاعات در زمان اجرا جلوگیری می‌کند. لازم به ذکر است که TEE-I/O مخفف عبارت Trusted Execution Environment I/O است.

 فناوری Full-stack Encryption نیز در محاسبات امن با عملکرد بالا تأثیرگذار است. زیرا این فناوری از داده‌های ورودی و خروجی و حافظه GPU در مقابل حمله‌های فیزیکی و نرم‌افزاری محافظت می‌کند. بهره‌بردن از هوش مصنوعی امن در معماری بلک ول در تعیین مجوز دسترسی به مدل‌ها و داده‌ها تأثیر دارد. این قابلیت در محیط‌های ابری بسیار مهم و حائز اهمیت است. پردازش محرمانه مدل‌های LLM  و اجرای آنها به‌صورت رمزگذاری شده نیز متأثر از هوش مصنوعی امن در این معماری است. 

موتور کاهش فشرده‌سازی Decompression در Blackwell

Decompression Engine که به آن موتور فشرده‌سازی داده می‌گویند، برای افزایش سرعت پردازش داده‌ها در پایگاه‌داده به کار می‌رود. فناوری Decompression Engine می‌تواند سرعت استخراج داده‌ها را تا 800 گیگابایت در ثانیه افزایش دهد. پشتیبانی از فرمت‌های فشرده‌سازی رایج مانند SNAPPY، LZ4 و DEFLATE از دیگر ویژگی های موتور کاهش فشرده‌سازی محسوب می‌شود. بررسی های انجام شده در رابطه با Decompression Engine نشان می‌دهند که موتور فشرده‌سازی، سرعت معماری بلک ول را 18 برابر سریع‌تر می‌کند. 

موتور RAS در معماری بلک ول Blackwell

RAS برگرفته از کلمه‌های Reliability, Availability, and Serviceability است. موتور RAS از قابلیت‌های مهم معماری BLACKWELL انویدیا است که در پایداری و کارایی سیستم بسیار مؤثر است. موتور RAS از الگوریتم‌های هوش مصنوعی استفاده می‌کند و داده‌های سخت‌افزاری و نرم‌افزاری را جمع‌آوری  و تحلیل می‌نماید. بدین شکل خرابی‌ها و نشانه‌های احتمالی شناسایی می‌شوند. علاوه بر این موارد، موتور RAS در خصوص پیش‌بینی خرابی‌های احتمالی نیز کارایی دارد و اقداماتی برای جلوگیری از این وقایع انجام می‌دهد. در نتیجه خرابی‌ها کاهش‌یافته و بهره‌وری افزایش می‌یابد و خرابی‌ها و مشکلات به‌سرعت رفع می‌شوند. با قابلیت‌های موتور RAS در معماری بلک ول مصرفی انرژی و هزینه‌های عملیاتی نیز کاهش می‌یابد. 

تأثیر NVIDIA Blackwell در صنعت بازی و رندرینگ

باوجودآنکه معماری بلک ول انویدیا روی هوش مصنوعی تمرکز دارد؛ اما تأثیرات آن در صنعت بازی و گیمینگ نیز بسیار موردتوجه هستند. عملکرد بلک ول در صنعت بازی بسیار سریع‌تر و بالاتر است و نرخ فریم بالاتری در بازی‌ها ارائه می‌دهد. کیفیت تصویر معماری بلک ول انویدیا بالا و تأخیرات آن کم است. در نتیجه گیمرها می‌توانند از رزولوشن بالا و نرخ فریم زیاد حتی در سیستم‌های نسبتاً قدیمی نیز بهره ببرند. از دیگر تأثیرات قابل‌توجه بلک ول انویدیا در صنعت بازی و گیمینگ نیز باید به افزایش سرعت بارگذاری اشاره داشته باشیم. 

🔶 بیشتر بخوانید: معماری nvlink انویدیا، فناوری جدیدی از nvidia در اتصال GPUها

تأثیر NVIDIA Blackwell در صنعت بازی و رندرینگ
تأثیر NVIDIA Blackwell در صنعت بازی و رندرینگ

قابلیت بلک ول روی چه محصولاتی وجود دارد؟

  •       پردازنده‌های گرافیکی Blackwell (B200)
  •       NVIDIA GB200 NVL72
  •       NVIDIA DGX B200
  •       NVIDIA DGX GB200
  •       NVIDIA GB300 NVL72
  •       NVIDIA RTX 50 Series
  •       NVIDIA RTX Pro Series
کارت گرافیک Workstation

کارت گرافیک Workstation

ابرکامپیوتر NVIDIA DGX SPARK

ابر کامپیوتر NVIDIA DGX SPARK

کارت گرافیک h100

کارت گرافیک NVIDIA H100 

کارت گرافیکی انویدیا NVIDIA L40 و NVIDIA L40s

کارت گرافیک انویدیا NVIDIA L40 و NVIDIA L40s

کارت گرافیک NVIDIA h200

کارت گرافیک NVIDIA H200

 کارت گرافیک انویدیا NVIDIA A100 ظرفیت ۸۰ گیگابایت PCIe

سؤالات متداول

اصلی‌ترین مزایای معماری BLACKWELL نسبت به BLACKWELL چیست؟

  •       عملکرد بهتر
  •       مصرف انرژی بهینه‌تر
  •       پشتیبانی از اتصال NVLINK
  •       اتصال دو چیپ NV-HBI
  •       پشتیبانی از FP4

قدرت پردازشی معماری BLACKWELL انویدیا چه‌قدر است؟

  •       20 پتافلاپس در FP4
  •       4 پتافلاپس در FP8

قابلیت و کارایی معماری بلک ول چیست؟

  •       آموزش مدل‌های عظیم هوش مصنوعی
  •       استنتاج (Inference) با راندمان بالا
  •       تحلیل داده‌های عظیم
  •       شبیه‌سازی‌های علمی و مهندسی

آیا معماری بلک ول انویدیا برای گیمرها عرضه می‌شود؟

خیر استفاده از معماری بلک ول در حال حاضر به دیتاسنترها و مراکز تحقیقاتی و همچنین شرکت‌های AL اختصاص دارد. اما به‌زودی نسخه‌های مناسب این معماری برای گیمرها عرضه می‌شود. 

پردازنده گرافیکی بلک ول انویدیا از کجا بخریم؟

ازآنجایی‌که تقاضا برای خرید پردازنده گرافیکی بلک ول بسیار زیاد است، برخی از مدل‌های آن تا آخر سال 2025 پیش‌فروش شده‌اند و موجودی جدید ندارند. اما بااین‌وجود  برخی از مدل‌های کارت گرافیکی BLACKWELL انویدیا را می‌توانید از طریق شرکت مکسا تهیه کنید. شرکت مکسا در زمینه تجهیزات امنیتی و تجهیزات شبکه فعالیت دارد و کارت گرافیکی را در مدل‌های مختلف در اختیار شما عزیزان قرار می‌دهد. برای خرید کارت گرافیکی بلک ول انویدیا از شرکت مکسا، با ما تماس بگیرید.

Summary

  • معماری بلک ول انویدیا، جدیدترین و پیشرفته‌ترین معماری GPU، در ایران قابل‌تهیه است و رقیب سرسختی برای معماری‌های قبلی خود می‌باشد.
  • این معماری با طراحی چند تراشه‌ای MCM، اتصالات فوق‌سریع و پشتیبانی از فرمت‌های عددی نوین، برای محاسبات هوش مصنوعی، دیتاسنترها و سوپرکامپیوترها بسیار مناسب است.
  • معماری بلک ول، به عنوان شتاب‌دهنده هوش مصنوعی، سرعت آموزش مدل‌های زبانی بزرگ را تا 4 برابر افزایش داده و در شرکت‌ها، سازمان‌ها و مراکز تحقیقاتی گوناگون کاربرد دارد.

مطالب مرتبط

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *