如何挑選您的AI伺服器？（上）CPU和GPU

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隨著人工智慧（AI）浪潮席捲全球，無論是在公部門或私部門，無論是在學術界、製造業或服務業，人們都積極引入人工智慧伺服器產品，開創全新的業務巔峰。人工智慧的應用領域非常廣泛，實用案例包括生成式AI能撰寫企劃案或提供客服支援，電腦視覺技術能提高物流中心或高速公路收費站的效率。對大多數的公家機構和私人企業而言，「該不該」買AI伺服器不再是問題，更重要的是該挑選「哪一款」AI伺服器，才能達到最好的效果？

人工智慧與高效能運算（HPC）伺服器解決方案領導品牌技嘉科技，發表本篇《科技指南》，協助讀者挑選最適宜的AI伺服器產品。本篇指南分為上下兩部，首先介紹伺服器內最關鍵的兩種處理器產品：中央處理器（CPU）和圖形處理器（GPU）。我們將為讀者解釋哪種處理器適合處理哪些類型的AI工作，以幫助做出明智的選擇，打造合乎需求的人工智慧超級運算平台。

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伺服器的中央處理器（CPU）就像大腦一樣，若沒有它，伺服器將無法操作。CPU的主要功能是接收和詮釋指令，主導伺服器內其他元件運作，達成用戶的目標。因此，AI伺服器的性能深受搭配的中央處理器所影響。

熟悉CPU市場的讀者，可能期待看到超微AMD和英特爾Intel這兩大品牌的比較。事實上，挑選CPU不單純是看這兩家產品。AMD和Intel確實是CPU市場的霸主，其中AMD的EPYC™ 9004系列處理器和Intel的第五代Xeon®可擴充處理器，代表以複雜指令集（CISC）架構為基礎的x86處理器的頂尖產品。如果使用者追求高性能和完善的生態系統，那當然建議使用這兩大品牌的最新處理器。如果預算上有考量，可以考慮挑選較早問世的Intel® Xeon®或AMD EPYC™處理器。而如果處理的AI工作沒有那麼吃運算力，可接受較少量的核心和執行緒，那麼AMD Ryzen™也是不錯的選擇，這是一款非常傑出的入門等級伺服器處理器產品。

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目前CPU市場上，除了Intel和AMD這兩大品牌以外，以精簡指令集（RISC）架構為基礎的中央處理器，也越來越有競爭力。這種晶片能容納更多核心，運算力媲美x86處理器，而且功耗比較低。由於絕大多數的行動和邊緣裝置（包括智慧型手機）都使用RISC架構的晶片，因此RISC架構的CPU擁有所謂的「雲端原生」特性，這意味著接收邊緣裝置收集的資訊時，無需額外使用編譯器進行翻譯。因此，如果使用者的AI工作主要涉及雲端和邊緣運算，那麼可以考慮挑選RISC架構的中央處理器。

RISC架構的代表性產品是ARM處理器，技嘉AI伺服器搭載的ARM CPU主要由Ampere公司製造，最高階的Ampere®系列產品，單一處理器包含約兩百顆核心，提供卓越的效能功耗比，有助於降低總體擁有成本（TCO）。

近期，市場上備受關注的新款ARM處理器，是由輝達NVIDIA推出的Grace™ CPU超級晶片。這款產品具有多項NVIDIA獨家開發的創新功能，NVLink-C2C晶片互連技術提供高達900GB/s 的頻寬，LPDDR5X支援修正錯誤記憶體（ECC）。如果使用者經常採用NVIDIA的軟硬體商品組合，並希望嘗試其最新推出的中央處理器產品，那麼可以考慮選擇搭載這款CPU的技嘉H263-V60高密度伺服器。

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挑選中央處理器還有一道步驟，就是評估所需要的插槽數量。雙插槽的高密度設計，提供較高的效能和可用性，但相對比較耗電，因此需要搭配更強大的散熱設備。單插槽的優勢是成本、功耗與散熱需求都比較低。如果單顆CPU的核心數能夠滿足AI工作需求，那這也是很好的選擇。

除了CPU以外，AI伺服器還使用稱為圖形處理器（GPU）的第二種處理器，主要是用來提供加速功能，可顯著提高AI處理速度。背後的原理是，儘管GPU內部結構與CPU相似，但設計較為簡單，因此核心數較多，可將一項工作拆成許多小塊，並透過平行運算同步處理，大大提高處理AI工作的效率。

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挑選GPU的訣竅是，先了解AI工作性質，是否可能發生突發性的改變？還是同質性很高？市面上的GPU大多是「專才」，特別擅長執行某些特定工作。如果使用者希望能保留彈性，隨時根據工作內容調整GPU設定，那可以考慮採用「現場可程式化邏輯閘陣列」（FPGA）的GPU。不同於「特定應用積體電路」（ASIC），FPGA晶片出廠後能由使用者重新設定功能，最具代表性的廠商是賽靈思Xilinx，如今已由AMD收購。技嘉多款伺服器產品支援FPGA的加速器。

另外還有一個考量點，那就是AI伺服器將進行人工智慧的「訓練」還是「推論」？目前市面上所有「有限記憶」人工智慧，都是透過這兩個步驟開發。在訓練階段，工程師將大數據導入AI模型，AI練習辨識數以「兆」計的參數，並依照辨識結果的對錯，持續微調參數的「權重」。久而久之，AI猜力變得萬無一失，就如它真正「看懂」接收到的資訊。在推論階段，人工智慧則是接觸真實世界的數據，利用訓練階段累積的經驗，試圖產出正確的輸出值。不論是訓練或推論，都很講究伺服器的算力，因此使用者可以選擇不同的GPU加速卡或運算模組，提升伺服器的效能。

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如果伺服器主要是進行AI訓練，那麼GPU可以搭配特殊的核心和加速引擎，加快訓練的速度。目前市面上最強大的AI訓練運算平台之一，是NVIDIA HGX™ H100 8-GPU，這是一款搭配八張H100 GPU的模組，部署在技嘉G593-SD0、G593-SD2和G593-ZD2三款伺服器內，可提供超過32 petaFLOPS的FP8深度學習運算性能。NVIDIA HGX™ H100 4-GPU則配置四張H100 GPU，推薦使用技嘉G363-SR0來發揮最大算力，原因是這款伺服器可結合液體冷卻來做應用，釋放晶片最大效能的同時，還能改善資料中心的電力使用效率（PUE）。H100 SXM5 GPU的主要特色，是搭配第四代Tensor核心，以及具有FP8精確度的運算加速引擎「Transformer Engine」。模組內GPU之間透過第四代點對點NVLink高速互連技術，提供900 GB/s的互連頻寬，並透過NVIDIA NVSwitch加強跨節點集體通訊能力，使這套產品成為AI訓練的首選超算平台。

如果AI伺服器主要進行推論工作，所搭配的GPU也必須符合使用情境的需求。比如說，目前市面上最強大的AI推論伺服器之一，是技嘉G293-Z43這款產品，特色是在2U規格的機台內容納高達十六張AMD Alveo™ V70加速卡。Alveo™ V70採用AMD的XDNA™自適應資料流架構，資訊在節點間傳輸時不需要仰賴外部的記憶體裝置，有助於提升運算效能、降低功耗和降低延遲，非常適合人工智慧模型推論應用。高密度運算的伺服器設計，也非常符合資料中心或是機房的使用空間。此外，提供PCIe Gen 4（或以上）插槽的技嘉伺服器，都可搭配NVIDIA A2 Tensor核心GPU或L4 Tensor核心GPU使用，這兩款產品也是專為AI推論所設計。

如果AI推論工作主要是在雲端進行，技嘉還有提供Qualcomm人工智慧推論方案，所採用的Qualcomm Cloud AI 100加速器在吞吐量和低延遲方面表現優異，可支援雲端運算和邊緣運算等多種使用情境。技嘉旗下的GPU協同運算伺服器、機架式伺服器和專門為邊緣運算所設計的E系列邊緣運算伺服器，皆能結合Qualcomm的方案使用。

最後要留意的是，一般而言，AI訓練比推論更講究運算力，因此大部分的AI訓練伺服器也能完成AI推論的工作。另外一種創新的解決方案，就是結合CPU與GPU的「超級晶片」產品，兩種處理器都經過精心設計，發揮高效能運算進行人工智慧的訓練與推論。技嘉H223-V10和H263-V11高密度伺服器所搭配的NVIDIA Grace Hopper™超級晶片就是這麼一款產品，AMD的第一款「資料中心等級」加速處理器（APU）產品Instinct™ MI300A也是相似的概念，結合技嘉G383-R80伺服器問世。如果使用者希望採用結合CPU和GPU的先進晶片，架設人工智慧超算平台，就可以考慮以上這幾款產品。

看完本篇科技指南，希望大家對於如何挑選人工智慧伺服器的中央處理器和圖形處理器，有更深入的認識。如果希望了解如何挑選AI伺服器的記憶體、儲存裝置和其他元件，請繼續閱讀《如何挑選您的AI伺服器？（下）》。如果對於AI伺服器產品有任何疑問，技嘉將提供您最適宜的諮詢服務，歡迎您透過[email protected]電子信箱聯絡技嘉科技業務窗口，我們將協助您挑選適合的伺服器解決方案。

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