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近日在北京舉行的2023年中國國際服務貿(mào)易交易會（下文簡稱：服貿(mào)會）上，作為英特爾人工智能產(chǎn)品組合的重要成員，Habana Gaudi2實力亮相，它在海內(nèi)外諸多大語言模型（Large Language Model，下文簡稱：LLM）的加速上，已展現(xiàn)了出眾實力，成為業(yè)界焦點。

AI技術(shù)飛速發(fā)展，LLM風起云涌，但由于AI模型尤其是LLM的訓練與推理需要消耗大量資源和成本，在生產(chǎn)環(huán)境部署和使用這些模型變得極具挑戰(zhàn)。如何提升性能降低開銷，使AI技術(shù)更快普及，是行業(yè)內(nèi)共同關(guān)注的話題。

專為加速LLM的訓練和推理設(shè)計

Habana Gaudi2 正是專為高性能、高效率大規(guī)模深度學習任務而設(shè)計的AI加速器，具備24個可編程 Tensor處理器核心（TPCs）、21個100Gbps（RoCEv2）以太網(wǎng)接口、96GB HBM2E內(nèi)存容量、2.4TB/秒的總內(nèi)存帶寬、48MB片上SRAM，并集成多媒體處理引擎。該加速器能夠通過性能更高的計算架構(gòu)、更先進的內(nèi)存技術(shù)和集成RDMA實現(xiàn)縱向擴展，為中國用戶提供更高的深度學習效率與更優(yōu)性價比。Gaudi2 的計算速度十分出色，它的架構(gòu)能讓加速器并行執(zhí)行通用矩陣乘法 (GeMM) 和其他運算，從而加快深度學習工作流。這些特性使 Gaudi2 成為 LLM 訓練和推理的理想選擇，亦將成為大規(guī)模部署AI的更優(yōu)解。

在服貿(mào)會上，英特爾展示了Habana Gaudi2 對ChatGLM2-6B的加速能力。ChatGLM2-6B是開源中英雙語對話模型ChatGLM-6B的第二代版本，加強了初代模型對話流暢等優(yōu)質(zhì)特性。得益于專為深度學習設(shè)計的架構(gòu)，Habana Gaudi2 可以靈活地滿足單節(jié)點、多節(jié)點的大規(guī)模分布式大語言模型訓練，在ChatGLM2-6B上，能夠支持更長的上下文，并帶來極速對話體驗。

在千億參數(shù)大模型上大顯身手

實際上，Habana Gaudi2 的卓越性能早已嶄露頭角。在今年6月公布的MLCommonsMLPerf基準測試中，Gaudi2在GPT-3模型、計算機視覺模型ResNet-50（使用8個加速器）、Unet3D（使用8個加速器），以及自然語言處理模型BERT（使用8個和64個加速器）上均取得了優(yōu)異結(jié)果。近日，MLCommons又繼續(xù)公布了針對60億參數(shù)大語言模型及計算機視覺與自然語言處理模型GPT-J的MLPerf推理v3.1性能基準測試結(jié)果，其中包括基于Habana Gaudi2加速器、第四代英特爾至強可擴展處理器，以及英特爾至強CPU Max系列的測試結(jié)果。

數(shù)據(jù)顯示，Habana Gaudi2在GPT-J-99 和GPT-J-99.9 上的服務器查詢和離線樣本的推理性能分別為78.58 次/秒和84.08 次/秒。該測試采用 FP8數(shù)據(jù)類型，并在這種新數(shù)據(jù)類型上達到了 99.9% 的準確率，這無疑再一次印證了Gaudi2的出色性能。此外，基于第四代英特爾至強可擴展處理器的7個推理基準測試也顯示出其對于通用AI工作負載的出色性能。截至目前，英特爾仍是唯一一家使用行業(yè)標準的深度學習生態(tài)系統(tǒng)軟件提交公開CPU結(jié)果的廠商。

另一個讓Habana Gaudi2 大顯身手的模型是BLOOMZ。BLOOM是一個擁有 1760 億參數(shù)的自回歸模型，訓練后可用于生成文本序列，它可以處理 46 種語言和 13 種編程語言，而BLOOMZ是與BLOOM架構(gòu)完全相同的模型，它是BLOOM基于多個任務的調(diào)優(yōu)版本。Habana與著名AI平臺Hugging Face合作進行了 Gaudi2 在BLOOMZ模型上的基準測試¹。如圖1所示，對于參數(shù)量達1760億的模型 BLOOMZ（BLOOMZ-176B），Gaudi2性能表現(xiàn)出色，時延僅為約3.7 秒；對于參數(shù)量為 70 億的較小模型 BLOOMZ-7B，Gaudi2 的時延優(yōu)勢更加顯著，單設(shè)備約為第一代 Gaudi 的37.21%，而當設(shè)備數(shù)量都增加為8后，這一百分比進一步下降至約24.33%。

圖 1. BLOOMZ 在 Gaudi2 和第一代 Gaudi 上的推理時延測試結(jié)果

此外，在Meta發(fā)布的開源大模型Llama 2上，Gaudi2的表現(xiàn)依然出眾。圖2顯示了70億參數(shù)和130億參數(shù)兩種Llama 2模型的推理性能。模型分別在一臺Habana Gaudi2設(shè)備上運行，batch size=1，輸出token長度256，輸入token長度不定，使用BF16精度。報告的性能指標為每個token的延遲（不含第一個）。對于128至2000輸入token，在70億參數(shù)模型上Gaudi2的推理延遲范圍為每token 9.0-12.2毫秒，而對于130億參數(shù)模型，范圍為每token 15.5-20.4毫秒²。

圖 2.基于HabanaGaudi2，70億和130億參數(shù)Llama 2模型的推理性能

值得一提的是，Habana 的SynapseAI 軟件套件在模型部署和優(yōu)化的過程中起到了至關(guān)重要的作用。SynapseAI 軟件套件不僅支持使用 PyTorch 和 DeepSpeed 來加速LLM的訓練和推理，還支持 HPU Graph和DeepSpeed-inference，這兩者都非常適合時延敏感型應用。因此，在Habana Gaudi2上部署模型非常簡單，尤其是對LLM等數(shù)十億以上參數(shù)的模型推理具有較優(yōu)的速度優(yōu)勢，且無需編寫復雜的腳本。

LLM的成功堪稱史無前例。有人說，LLM讓AI技術(shù)朝著通用人工智能（AGI）的方向邁進了一大步，而因此面臨的算力挑戰(zhàn)也催生了更多技術(shù)的創(chuàng)新。Habana Gaudi2 正是在這一背景下應運而生，以其強大的性能和性價比優(yōu)勢加速深度學習工作負載。Habana Gaudi2的出色表現(xiàn)更進一步顯示了英特爾AI產(chǎn)品組合的競爭優(yōu)勢，以及英特爾對加速從云到網(wǎng)絡(luò)到邊緣再到端的工作負載中大規(guī)模部署AI的承諾。英特爾將持續(xù)引領(lǐng)產(chǎn)品技術(shù)創(chuàng)新，豐富和優(yōu)化包括英特爾至強可擴展處理器、英特爾數(shù)據(jù)中心 GPU等在內(nèi)的AI產(chǎn)品組合，助力中國本地AI市場發(fā)展。

參考資料：

1.https://huggingface.co/blog/zh/habana-gaudi-2-bloom

2.Habana Gaudi2深度學習加速器：所有測量使用了一臺HLS2 Gaudi2服務器上的Habana SynapseAI 1.10版和optimum-habana 1.6版，該服務器具有八個Habana Gaudi2 HL-225H Mezzanine卡和兩個英特爾至強白金8380 CPU@2.30GHz以及1TB系統(tǒng)內(nèi)存。2023年7月進行測量。

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