为什么大厂不愿意使用英伟达的NVLink？

老虎说芯|Tiger Chip|

2024-11-21 10:11:21 597

在当前的GPU和加速计算领域，英伟达（NVIDIA）无疑是*的技术提供者，其开发的NVLink技术是一项革命性的高速互连技术，旨在加速GPU之间以及GPU与主机CPU之间的通信。然而，尽管NVLink技术具有显著的优势，许多大厂仍然选择不采用这一技术，而是使用其他技术或开发自己的互连方案。那么，是什么原因使得这些厂商在选择互连技术时对NVLink保持谨慎？我们将从多个角度进行详细分析。

一、专有技术的限制与生态壁垒

NVLink是英伟达的专有技术，它不仅是硬件连接标准，还包括了一系列的软件和硬件的集成设计。具体来说，NVLink通过在GPU和主机之间、多个GPU之间创建高速、低延迟的数据传输通道来提高计算效率。然而，这种技术依赖于英伟达的硬件架构和驱动程序，意味着其他厂商如果选择NVLink，必须依赖英伟达的技术栈，并且受限于英伟达的许可协议。这种依赖关系可能导致几个问题：

硬件兼容性问题：NVLink技术是针对英伟达的GPU架构优化的，其他厂商的GPU（如AMD、Intel等）无法直接支持NVLink，除非对其硬件进行深度改造。因此，其他厂商可能更倾向于开发开放的标准，以避免锁定到单一供应商。

生态系统封闭性：如果其他厂商采用NVLink，它们的硬件和软件生态将会与英伟达紧密耦合，难以与其他供应商（例如AMD、Intel）的硬件进行无缝对接。这种封闭性使得采用NVLink的厂商在市场竞争中处于劣势，限制了他们的选择空间。

二、成本与商业考量

NVLink的高带宽和低延迟性能是无可置疑的，但从成本角度来看，采用NVLink的硬件成本相对较高。为了实现NVLink的高速数据传输，英伟达的GPU在设计上需要增加额外的硬件组件，如NVLink桥接芯片和专用的总线接口。这些硬件成本会增加每个GPU的生产成本。此外，开发和维护NVLink技术所需的技术支持和工具链也会增加额外的开销。

对于其他厂商而言，尤其是那些希望在价格上具有竞争力的厂商，使用NVLink可能意味着更高的研发和生产成本，这将直接影响到产品的价格和市场份额。相比之下，使用PCIe等更为通用的接口，可以大大降低成本，同时依赖于行业标准，使得兼容性和互操作性得到保障。

三、PCIe的普及与兼容性优势

PCIe（Peripheral Component Interconnect Express）是目前广泛使用的高速互连标准，几乎所有的计算机系统都支持PCIe，且其兼容性*。相较于NVLink，PCIe具有以下几个优势：

广泛的硬件支持：几乎所有的现代CPU和GPU都支持PCIe接口，因此无论是AMD、Intel还是英伟达的硬件平台，都可以无缝连接使得PCIe成为*用的互连标准，并支持不同品牌和型号的硬件设备。

较低的开发成本：由于PCIe是业界标准，厂商无需为硬件开发额外的专有互连技术，降低了研发成本。许多厂商已经在PCIe基础上进行优化，尤其是PCIe 4.0和PCIe 5.0的引入，使得PCIe带宽和性能已经能够满足大多数高性能计算需求。

成熟的生态系统和工具链：与NVLink不同，PCIe拥有一个成熟的生态系统，包括广泛的硬件支持、驱动程序、操作系统支持和优化工具。这些都使得开发者能够更容易地集成和优化基于PCIe的系统。

四、开放标准与技术创新

NVLink作为一种封闭的专有技术，虽然能够提供高带宽和低延迟的优势，但并不是*可以满足高性能计算需求的方案。许多厂商和研究机构更倾向于采用开放标准，如PCIe、CCIX（Cache Coherent Interconnect for Accelerators）和CXL（Compute Express Link）等。这些开放标准不仅具有更好的跨平台兼容性，还支持硬件级的缓存一致性、内存共享等功能，从而能够在多种不同硬件平台之间实现高效的数据交换。

开放标准的兼容性：如CXL、CCIX等新兴的高速互连标准，旨在提供跨CPU、GPU和加速器的高效互联，并支持硬件层面的缓存一致性。这些标准为不同厂商之间的硬件互操作性提供了更多的选择空间，避免了锁定到单一供应商的风险。

技术进步和创新：虽然NVLink在某些特定场景下表现*，但开放标准通常能够促进更广泛的技术创新。厂商可以根据自己的需求定制硬件，并且更容易与不同类型的计算资源（如FPGA、AI加速器等）进行无缝对接，这有助于推动整个产业的技术进步。

五、市场竞争与战略布局

在市场竞争方面，各大厂商（如AMD、Intel等）也在积极寻求能够与英伟达抗衡的技术解决方案。对于这些厂商而言，选择采用NVLink不仅意味着在硬件上与英伟达深度捆绑，还可能意味着其产品在市场上的差异化优势被削弱。

例如，AMD在其GPU产品中并没有采用NVLink，而是依靠自身开发的Infinity Fabric（无限连接技术）。Infinity Fabric具有类似NVLink的高速互联能力，但它是一个开放的技术标准，能够与多种不同类型的处理器和加速器进行兼容。这使得AMD能够在避免依赖英伟达的同时，依靠自有技术形成自己的竞争优势。

Intel也在不断推动其硬件加速产品的创新，推出了自己的互连技术和开放标准，例如CXL。CXL不仅支持高速的数据交换，还能够实现GPU、CPU和内存之间的高效数据共享，因此成为了Intel推动数据中心和高性能计算领域的一项重要战略。

六、系统级优化的需求

虽然NVLink提供了高带宽和低延迟的通信能力，但它的优势主要体现在特定的高性能计算场景中，如大规模GPU并行计算、深度学习训练等。对于很多企业用户而言，GPU和CPU的协同工作更多的是在数据吞吐量和计算效率上进行平衡，而不仅仅追求*的带宽。因此，厂商往往更倾向于在系统级上进行优化，采用适合自己特定需求的方案，而不是依赖于单一的技术。

七、总结

尽管NVLink在性能上提供了显著的优势，尤其是在GPU之间以及GPU与CPU之间的高速数据传输上，但其封闭性、高成本和对英伟达硬件的依赖，使得其他厂商不愿意采用这一技术。开放标准如PCIe、CXL和CCIX等提供了更好的兼容性、成本效益以及硬件生态的自由度，这使得更多厂商选择了这些技术方案。此外，厂商在追求创新、市场竞争力和战略布局时，往往倾向于开发适合自己的技术，避免对某一供应商的过度依赖。因此，尽管NVLink在某些领域具有*地位，但并非所有厂商都愿意将其作为核心互连技术。

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