Fujitsu stellt bahnbrechende Technologie zur Bewältigung des globalen GPU-Engpots vor

Fujitsu, ein globaler Führer in Technologie und Innovation, hat einen bahnbrechenden technologischen Fortschritt angekündigt, der die Nutzung von CPUs und GPUs revolutionieren soll. Diese hochmoderne Technologie, die weltweit erste ihrer Art, weist Rechenressourcen in Echtzeit dynamisch zu und priorisiert Prozesse mit hoher Ausführungseffizienz. Diese Entwicklung kommt zu einem kritischen Zeitpunkt, da die Welt mit einem schweren Mangel an GPUs konfrontiert ist, der durch die steigende Nachfrage nach generativer KI, Deep Learning und anderen GPU-intensiven Anwendungen verschärft wird.

Fujittus innovative Lösung verspricht, bestehende Rechenressourcen zu optimieren und bietet eine Lebensader für Branchen und Forscher, die auf High-Performance-Computing (HPC) angewiesen sind. Das Unternehmen hat zudem eine Echtzeit-Parallelverarbeitungstechnologie entwickelt, die die nahtlose Ausführung mehrerer Programme auf HPC-Systemen ermöglicht, ohne auf den Abschluss laufender Prozesse warten zu müssen. Dieser Durchbruch wird die Effizienz von Großrechnungen erheblich steigern, insbesondere in Bereichen wie Digital-Twin-Modellierung und generative KI-Anwendungen.

Bewältigung des globalen GPU-Engpots

Der globale Mangel an GPUs hat eine große Herausforderung für Branchen und Forscher dargestellt, die diese Verarbeitungseinheiten für intensive Anwendungen wie generative KI und Deep Learning benötigen. Fujittus Lösung greift dieses Problem direkt an, indem sie CPU- und GPU-Ressourcen in Echtzeit effizient zuweist und sicherstellt, dass hochpriorisierte Prozesse die benötigte Rechenleistung erhalten, auch in einer Multi-Program-Umgebung.

Nutzung von CPU und GPU während der Programmausführung

Fujittus Technologie unterscheidet zwischen Programmen, die GPU-Beschleunigung benötigen, und solchen, die von einer CPU verarbeitet werden können, während mehrere Programme gleichzeitig ausgeführt werden. Dies wird erreicht, indem die Rate der Beschleunigung vorhergesagt und GPUs in Echtzeit der Verarbeitung von Programmen mit hoher Priorität zugewiesen werden. Hier ist ein vereinfachtes Beispiel, wie es funktioniert:

1. Der Benutzer zielt darauf ab, drei Programme mit einer CPU und zwei GPUs zu verarbeiten.

2. GPUs werden zunächst Programmen 1 und 2 basierend auf Verfügbarkeit zugewiesen.

3. Als Reaktion auf die Anfrage von Programm 3 wechselt die GPU-Zuweisung von Programm 1 zu Programm 3 zur Leistungsmessung.

4. Das System misst den Grad der Verarbeitungsbeschleunigung auf der GPU und stellt fest, dass die Zuweisung der GPU an Programm 3 die gesamte Verarbeitungszeit verkürzen würde.

5. Folglich wird die GPU an Programm 3 und die CPU an Programm 1 zugewiesen. Nach Abschluss von Programm 2 wird die GPU wieder an Programm 1 zurückgegeben, wodurch Rechenressourcen optimiert und die Verarbeitungszeit minimiert werden.

Diese bahnbrechende Technologie ist besonders wertvoll für die Beschleunigung von Aufgaben wie dem Training von KI-Modellen und der Verarbeitung von Graph-KI-Daten, was letztlich die Entwicklung von KI-Anwendungen und fortschrittlicher Bilderkennung beschleunigt.

Echtzeit-Switching der Ausführung in HPC-Systemen

Zusätzlich zur Bewältigung des GPU-Engpots hat Fujitsu eine Pionier-Technologie entwickelt, die das Echtzeit-Switching zwischen mehreren Programmen auf HPC-Systemen ermöglicht. Im Gegensatz zu traditionellen Methoden, die darauf warten, dass ein Programm abgeschlossen wird, bevor gewechselt wird, ermöglicht diese Innovation die sofortige Programmausführung ohne Verzögerung.

Traditionell verwendeten HPC-Systeme Unicast-Kommunikation, die die Programmausführung sequenziell umschaltete, was zu zeitlichen Variationen und Herausforderungen bei der Echtzeit-Ausführung von Programmen führte. Fujittus Lösung nutzt Broadcast-Kommunikation, die gleichzeitige Kommunikation ermöglicht, um die Programmausführung umzuschalten. Dies reduziert das Intervall zwischen dem Umschalten der Programmverarbeitung von mehreren Sekunden auf nur 100 Millisekunden in einer 256-Knoten-HPC-Umgebung. Benutzer können die optimale Kommunikationsmethode unter Berücksichtigung der Anwendungsanforderungen und der Netzwerkqualität auswählen und so die beste Leistung sicherstellen.

Diese Technologie ebnet den Weg für die schnelle Ausführung von Anwendungen, die Echtzeit-Performance erfordern, wie Digital-Twin-Modellierung, generative KI und Material- und Wirkstoffforschung, unter Verwendung von HPC-ähnlichen Rechenressourcen.

Pläne und Auswirkungen

Fujitsu beabsichtigt, die CPU/GPU-Ressourcenoptimierungstechnologie in seine Fujitsu Kozuchi (Codename) – AI Platform zu integrieren. Diese Plattform ermöglicht es Benutzern, fortschrittliche KI-Technologien schnell zu testen und die KI-Forschung und -Entwicklung weiter zu beschleunigen.

Die HPC-Optimierungstechnologie wird auf Fujittus 40-Qubit-Quantencomputer-Simulator für kollaboratives Computing angewendet, um seine Fähigkeiten und potenziellen Anwendungen zu verbessern.

Fujitsu hat auch breitere Anwendungen für seine Technologie im Blick. Fujitsu Computing as a Service HPC bietet Benutzern Zugang zu kostengünstigen, leistungsstarken Rechenressourcen für Simulation, KI und kombinatorische Optimierungsprobleme. Darüber hinaus erforscht Fujitsu die Anwendung dieser Technologie auf die Composable Disaggregated Infrastructure (CDI)-Architektur, die es Benutzern ermöglicht, Hardwarekonfigurationen zwischen Servern einfach anzupassen. Diese Bemühungen stehen im Einklang mit Fujittus Mission, ein zugänglicheres, nachhaltigeres und leistungsstärkeres Rechen-Ökosystem zu schaffen.

Über Fujitsu

Fujittus Mission ist es, die Welt nachhaltiger zu machen, indem sie durch Innovation Vertrauen in die Gesellschaft aufbaut. Als bevorzugter Partner für digitale Transformation für Kunden in über 100 Ländern widmen sich die 124.000 Mitarbeiter von Fujitsu der Bewältigung einiger der dringendsten Herausforderungen der Menschheit. Fujittus Dienstleistungen und Lösungen basieren auf fünf Kerntechnologien: Computing, Netzwerke, KI, Daten und Sicherheit sowie Konvergente Technologien. Durch die Nutzung dieser Technologien zielt Fujitsu darauf ab, die Transformation hin zu Nachhaltigkeit voranzutreiben.

Fujitsu Limited (TSE: 6702) meldete konsolidierte Einnahmen von 3,7 Billionen Yen (28 Milliarden US-Dollar) für das am 31. März 2023 endende Geschäftsjahr und festigte damit seine Position als Japans führendes digitales Dienstleistungsunternehmen nach Marktanteil. 

Fujitsus bahnbrechende Technologie bietet Hoffnung angesichts des globalen GPU-Mangels und verspricht eine Echtzeit-Optimierung der CPU- und GPU-Ressourcenzuteilung. Dank der Fähigkeit, zwischen den Verarbeitungsanforderungen von CPU und GPU zu unterscheiden, hat diese Technologie das Potenzial, die KI-Entwicklung und das Hochleistungsrechnen zu revolutionieren. Darüber hinaus eröffnet Fujitsus Echtzeit-Schaltfähigkeit für HPC-Systeme neue Horizonte für Anwendungen, die eine sofortige Programmausführung erfordern. Während Fujitsu weiterhin breitere Anwendungsmöglichkeiten für seine Innovationen erforscht, zielt es darauf ab, eine Gesellschaft zu fördern, in der Hochleistungsrechnen-Ressourcen für alle zugänglich sind und Innovation sowie Nachhaltigkeit in die Zukunft getragen werden.