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前沿技术分析

本文记录了我关心的一些前沿技术,并做了一些研究摘录。欢迎评论和纠正。文章将继续更新。

一、半导体技术

二、互联网技术

2.1 Web3.0

什么是web3.0

2014年,以太坊联合创始人加文·伍德首次公开提出Web3.0的概念,让用户参与所有互联网交易、数据传输等行为,试图消除中间人的概念。如图是web从技术发展的过程中可以看出web技术随着人们使用网络需求的变化而变化。随着用户在网络上的数字行为作为数据被各种互联网平台未经用户许可记录为私有资产,web3.加密货币巨头密货币巨头也是可以理解的。 在这里插入图片描述

参考链接:什么是web3.0

三、数据中心技术

3.1 计算设备互联技术

现代数据中心的计算设备包括CPU、GPU、ASIC设备互联技术用于解决多节点服务器的互联效率问题,实现运算负载平衡,通常实现互联的目标CPU、GPU、智能网卡等设备,本节将主要讨论片外总线互联技术,并分析此类互联技术的底层协议栈。

3.1.1 GPU间的互联

  1. NVLink和NVSwitch NVLink是NVIDIA推出的一种高速的、直接的GPU到GPU互联技术,NVSwitch是将多条NVLink在单个节点内进行集成NVLink实现多对多的速度GPU通信芯片,类似PCIe技术和PCIe switch但与传统的关系 PCIe 与系统解决方案相比,NVLink能为多 GPU 系统提供更快的替代方案。 如图所示是NVIDIA发布的三代NVLink信息,每一代link都有8个lane,所以带宽很高。
  • 缺点:软件生态支持较少(NVIDIA的NVLink驱动闭源导致操作系统不正确NVLink驱动支持?

3.1.2 CPU间的互联

  1. QPI Intel 多路CPU互联解决方案

  2. UPI Intel Icelake多路CPU替代互联解决方案QPI通信速度高,效率高,功耗低。 一条10.4GT/s的UPI总线带宽为:10.4 GT/s * 16bit / 8bit = 20.8 GB/s

  3. PICe AMD多路CPU互联解决方案

3.1.3 CPU与外设间的互联

以下设备将按制造商的一般时间顺序进行介绍。

  1. SmartNIC SmartNIC该卡在互联网络中的应用相对有限,该卡将IO访问从CPU中offload(卸载)出来,如下图所示: 参考链接:阅读一篇文章SmartNIC

  2. DPU 最先由NVIDIA首发,此后Intel等厂家也推出了自己的DPU芯片,该芯片功能与SmartNIC卡类似,可以从CPU卸载关键网络、存储和安全任务,减少CPU的开销。 最高带宽可达200Gb/s。 参考链接: 从DPU谈计算系统的变化(1) 从DPU的崛起谈谈计算体系变革(二) 从DPU谈计算系统的变化(3) 从DPU谈计算系统的变化(4)

  3. IPU 2020年020年成立Intel数据中心基础设施处理器可以通过网络虚拟化、存储虚拟化、网络存储管理和安全功能加速网络基础设施的释放CPU提高应用程序性能。 最高带宽可达200Gb/s。

  4. XPU 国内技术厂商边缘智芯推出XPU数据交换芯片,CPU处理速度落后于设备流量(网卡)(GPU),芯片的高速设备管理(PCIe Controller)又将从CPU分离成独立芯片XPU

参考链接:从系统架构的角度PCIe和XPU芯片

  1. CIPU 作为数据中心的控制芯片,阿里云推出了云基础设施处理器IPU没有区别,但特别强调网络吞吐能力,主要与阿里云的飞行操作系统相匹配。

3.1.4 底层互联协议

  1. CXL技术 该技术由Intel基于高性能计算和数据中心的牵头开发PICe5.0,可消除CPU、计算专用加速器密集工作负荷的传输瓶颈显著提高了系统性能

  2. CCIX技术 该技术用于跨包装芯片间互联,构建异构包装系统,支持完整的缓存一致性。

  3. RDMA技术

四、人工智能技术

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