Da sich künstliche Intelligenz (KI) in einem noch nie dagewesenen Tempo weiterentwickelt, steigen die Anforderungen an die Hardware-Infrastruktur. Große Sprachmodelle (LLMs), die viele KI-gesteuerte Anwendungen antreiben, werden immer komplexer, und ihre Parameter verdoppeln sich alle vier bis sechs Monate. Dieses exponentielle Wachstum hat zu so großen Datensätzen geführt, dass selbst die fortschrittlichsten Systeme Schwierigkeiten haben, sie effizient zu verarbeiten. GPT-4 beispielsweise, eines der fortschrittlichsten Modelle, hat mehr als eine Billion Parameter und erfordert die Übertragung und Speicherung riesiger Datenmengen. Zum Vergleich: Diese Menge entspricht etwa zwei Billionen Bytes – genug Daten, um 200.000 hochauflösende Bilder oder eine halbe Million Dokumente zu füllen.

Die Übertragung solch enormer Datenmengen erfordert bahnbrechende Fortschritte in der Verbindungstechnologie, da die herkömmliche Infrastruktur mit Engpässen bei Geschwindigkeit und Bandbreite zu kämpfen hat. Eine schnelle Datenübertragung mit geringen Latenzzeiten ist für den effektiven Betrieb von KI-Systemen unerlässlich geworden. Ohne eine robuste, hochzuverlässige Verbindung würden selbst die komplexesten KI-Algorithmen und die leistungsstärksten Prozessoren und Beschleuniger stark beeinträchtigt werden. Dies gilt insbesondere, da Hyperscale-Rechenzentren, in denen KI-Training und -Inferenz in großem Maßstab stattfinden, Schwierigkeiten haben, KI-Modelle mit der aktuellen Infrastruktur zu verarbeiten.

PCIe 7.0: Eine Lösung für Engpässe bei KI-Daten

Moderne KI-Infrastrukturen sind auf eine massive parallele Rechenleistung angewiesen, um große maschinelle Lernmodelle zu trainieren und auszuführen. Die extrem niedrige Latenz von PCIe 7.0 ist entscheidend dafür, dass die Prozessoren mehrere Beschleuniger und Recheneinheiten gleichzeitig verarbeiten können. Moderne Architekturen erfordern heute Verbindungstechnologien, die Load-Store-Architekturen unterstützen und den Anschluss von bis zu 1.024 Beschleunigern innerhalb einer einzigen Recheneinheit ermöglichen. Dank dieser Konnektivität können KI-Systeme Daten effizienter verwalten und verarbeiten und so die reibungslose Handhabung großer, komplexer Modelle gewährleisten.

Neben der Erhöhung der Bandbreite und der Verringerung der Latenzzeit befasst sich PCIe 7.0 auch mit einem weiteren wichtigen Aspekt der modernen Datenverarbeitung – der Datensicherheit. Der Standard enthält fortschrittliche Sicherheitsfunktionen, darunter das IDE-Protokoll (Integrity and Data Encryption), das die Vertraulichkeit und Integrität der über das Netzwerk übertragenen Daten gewährleistet. Durch den Schutz von Transaction Layer Packets (TLPs) und Flow Control Units (FLITs) vor Manipulationen mindert PCIe 7.0 die Risiken von Angriffen auf Hardwareebene.

Synopsys übernimmt die Führung mit PCIe 7.0 IP-Lösungen

Diese Woche hat Synopsys, ein führendes Unternehmen der Halbleiterindustrie, seine umfassende PCIe 7.0 IP-Lösung vorgestellt, die auf die wachsenden Anforderungen der Chipentwicklung für KI und High-Performance-Computing (HPC) ausgerichtet ist. Mit mehr als zwei Jahrzehnten Erfahrung im Bereich PCIe IP hat Synopsys mit Hunderten von Unternehmen an der Entwicklung von mehr als 3.000 Systemen gearbeitet und sich damit als zuverlässiger Anbieter von Interconnect-Lösungen etabliert.

Die neue PCIe 7.0 IP-Lösung des Unternehmens wurde entwickelt, um die Leistung von KI- und HPC-Chips durch nahtlose Verbindungen mit hoher Bandbreite zwischen Prozessoren, Beschleunigern, Flash-Controllern, Solid-State-Drives (SSDs), Retimern, Smart NICs und Switches zu verbessern. Mit den Bandbreitenfähigkeiten von PCIe 7.0 und den IDE-Sicherheitsfunktionen können Unternehmen eine zuverlässige und sichere Datenübertragung in großen KI-Umgebungen gewährleisten.

Die Lösung von Synopsys bietet nicht nur Interconnects mit hoher Bandbreite, sondern reduziert auch den Stromverbrauch um 50 % im Vergleich zu früheren PCIe-Generationen – ein entscheidender Faktor in der heutigen energiebewussten Technologielandschaft. Darüber hinaus bietet das System eine überragende Signalintegrität und unterstützt Geschwindigkeiten von bis zu 128 Gb/s pro Lane, um eine schnelle, zuverlässige und sichere Datenübertragung zu gewährleisten.

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