NVLink Fusion CPU: использование C2C для подключения пользовательских CPU к графическим процессорам NVIDIA

NVLink Fusion объединяет под одним брендом две разные технологии. Первая и основная — это поддержка полузаказных процессоров (semi-custom CPUs), то есть возможность подключать сторонние (не NVIDIA) CPU к GPU NVIDIA через чип-к-чип интерфейс NVLink C2C (Chip-to-Chip).

Строго говоря, NVLink C2C уже открывали сторонним производителям — это было анонсировано ещё на GTC 2022. NVLink Fusion — следующий этап этой инициативы. Хотя пока нет публичных релизов сторонних чипов с поддержкой C2C, с учётом многолетнего цикла разработки можно предположить, что первые такие процессоры уже находятся в работе.

Теперь NVIDIA обновила подход и продвигает использование NVLink C2C в сторонних процессорах под брендом NVLink Fusion. Модель проста: производитель лицензирует NVLink C2C и встраивает его в собственные чипы. Это позволяет напрямую соединять такие CPU с GPU NVIDIA — по сути, предлагая альтернативу CPU Grace в архитектурах GB200 и GB300.

Ранее использовать датацентровские GPU NVIDIA можно было только через PCIe-версии — сегодня они почти исчезли с рынка. NVLink Fusion предлагает следующее поколение CPU+GPU-систем с разными поставщиками, но без ограничений интерфейса PCIe.

NVLink Fusion GPU: использование чиплетов для добавления NVLink 5 к пользовательским ускорителям

Самая новая и важная часть анонса NVLink Fusion — это возможность подключать сторонние ускорители к процессорам NVIDIA через NVLink. Ранее такое подключение было невозможно по нескольким причинам:

• Не существует сторонних ускорителей с поддержкой NVLink C2C, которые могли бы подключаться, например, к CPU Grace. Сейчас такое соединение работает только между GPU NVIDIA Hopper и Blackwell.
• PHY-блоки NVLink 5 — аппаратная основа сети NVLink — встроены только в GPU NVIDIA. Именно они обеспечивают объединение узлов Grace Hopper и Grace Blackwell в единую NVLink-сеть. Внешние ускорители такой поддержки не имели.

Чтобы решить эту проблему, NVIDIA выходит на рынок чиплетов. Компания представила NVLink 5-чиплет, предназначенный для интеграции в сторонние ускорители. Он обеспечивает поддержку NVLink 5 без необходимости лицензирования технологии — производители используют аппаратный модуль NVIDIA, а не реализуют NVLink самостоятельно. Важно: NVIDIA не лицензирует NVLink 5 как IP-блок — технология остаётся проприетарной. Но, следуя современной модели чиплетов, компания предлагает интеграцию собственного чиплета для поддержки NVLink в сторонних решениях. Таким образом, NVLink Fusion позволяет создавать полузаказные системы, где, например, процессор Grace соединяется с ускорителем стороннего производителя — при условии, что тот использует чиплет NVLink 5 от NVIDIA.

Пока NVIDIA не раскрывает характеристики самого чиплета: его размеры, энергопотребление и количество линий NVLink остаются неизвестными. Это не даёт понять, насколько производительным может быть ускоритель с таким модулем — и сможет ли он конкурировать, например, с GPU GB200. Также не уточняется, каким интерфейсом чиплет будет подключаться к ускорителю — будет ли это тот же NVLink C2C (для связи с CPU), или другой внутренний интерфейс. Тем не менее, теперь у разработчиков ускорителей появилась возможность встраивать свои решения в NVLink-сеть. Это ограниченный, но важный шаг — впервые сторонние ускорители могут получить доступ к высокоскоростной инфраструктуре NVIDIA, оставаясь за пределами её экосистемы.

Но все узлы должны содержать оборудование NVIDIA

Если отбросить детали стандартов и схем, NVIDIA прямо заявила: NVLink Fusion — это технология с выбором. Вы можете использовать её либо для стороннего процессора, либо для стороннего ускорителя, но не для обоих одновременно. То есть в каждом узле системы всё равно должен присутствовать хотя бы один компонент NVIDIA — либо GPU, либо CPU.

Это ограничение связано, скорее всего, не с техническими причинами, а с лицензионной политикой. Основная нагрузка в NVLink 5 ложится на GPU: именно в них реализована логика межсоединений. CPU не использует NVLink 5 напрямую, а лишь взаимодействует через другие компоненты. Но поскольку GPU — главный источник дохода NVIDIA, компания не заинтересована в системах, полностью построенных на стороннем железе.

Тем не менее, NVLink Fusion — важный шаг навстречу партнёрам, которые давно просили больше гибкости. Архитектура Grace Blackwell подходит не для всех задач, особенно в условиях быстро меняющегося рынка ИИ-ускорителей. И теперь, пусть и ограниченно, NVIDIA открывает NVLink для внешних разработчиков.

На данный момент о работе с NVLink Fusion заявили:

• Alchip, AsteraLabs, Marvell и MediaTek — разрабатывают собственные ускорители или помогают интегрировать Fusion в сторонние решения;
• Fujitsu и Qualcomm — создают новые процессоры с поддержкой NVLink Fusion. У Fujitsu это будущий Armv9-процессор Monaka, у Qualcomm — пока не анонсированный серверный чип.

В обоих случаях цель — повысить производительность CPU за счёт прямого подключения к GPU NVIDIA и сети NVLink. Также в программу включились Cadence и Synopsys — они предоставляют IP-блоки и услуги проектирования для компаний, создающих оборудование с поддержкой NVLink Fusion.