Wie man NVLink auf VPS konfiguriert

NVIDIAs NVLink ist eine Hochgeschwindigkeits-Interconnect-Technologie, die für die schnelle Kommunikation zwischen GPUs und CPUs in einem System entwickelt wurde und wesentlich höhere Datenübertragungsraten als herkömmliche PCIe-Verbindungen ermöglicht. Sie ist besonders vorteilhaft für High-Performance-Computing (HPC), KI-Forschung und Deep-Learning-Aufgaben, bei denen große Datenmengen schnell zwischen GPUs verarbeitet werden müssen. Die Konfiguration von NVLink kann die Leistung bei Workloads, die Multi-GPU-Setups erfordern, erheblich steigern. Diese Anleitung führt Sie durch die Schritte zur Konfiguration von NVLink auf Ihrem Rechner.

Was ist NVLink?

NVLink ist eine proprietäre NVIDIA Interconnect-Technologie, die den Datentransfer zwischen GPUs oder zwischen GPUs und CPUs bei hohen Bandbreiten ermöglicht. Sie ermöglicht eine schnellere Kommunikation als standardmäßige PCI Express (PCIe)-Verbindungen, indem sie mehrere Datenkanäle verwendet. Diese direkte Kommunikation minimiert die Notwendigkeit, Daten über die CPU zu übertragen, was Engpässe reduzieren und die allgemeine Systemleistung verbessern kann.

Die wichtigsten Vorteile von NVLink:

• Schnellere Kommunikation: NVLink bietet eine bidirektionale Bandbreite von bis zu 25 GB/s pro Link und ist damit deutlich schneller als PCIe 3.0.
• Skalierbarkeit: NVLink ermöglicht die Skalierung über mehrere GPUs für komplexe Berechnungen wie das Training von KI-Modellen oder wissenschaftliche Simulationen.
• Vereinheitlichter Speicherzugriff: NVLink erleichtert den gemeinsamen Speicherzugriff zwischen Grafikprozessoren, so dass sie den Speicher des jeweils anderen nutzen und gemeinsam an großen Datensätzen arbeiten können.

Voraussetzungen für die NVLink-Konfiguration

Bevor Sie NVLink einrichten, stellen Sie sicher, dass Sie über die folgenden Voraussetzungen verfügen:

1. Unterstützte GPUs: NVLink ist nur auf bestimmten NVIDIA-Grafikprozessoren verfügbar, z. B. NVIDIA Tesla, Quadro und GeForce RTX (2080, 2080 Ti, 3080, 3090 usw.). Vergewissern Sie sich, dass Ihr Grafikprozessor NVLink unterstützt, indem Sie in der NVIDIA-Dokumentation für das von Ihnen verwendete Modell nachsehen.
2. NVLink-Brücke: Für die physische Verbindung der GPUs ist eine NVLink-Bridge erforderlich. Die Anzahl der benötigten Brücken hängt von der Anzahl der GPUs und der gewünschten Konfiguration ab. Einige Grafikprozessoren können mehrere NVLinks für eine höhere Bandbreite verwenden.
3. NVLink-fähiges System: Stellen Sie sicher, dass das Motherboard und das BIOS Ihres Systems NVLink unterstützen. Das System muss über genügend PCIe-Steckplätze und einen angemessenen Abstand verfügen, um die Grafikprozessoren und die NVLink-Brücke physisch unterzubringen.
4. NVIDIA-Treiber und CUDA: Um NVLink vollständig nutzen zu können, müssen Sie die neuesten NVIDIA-Treiber und das CUDA-Toolkit installieren. Diese sind für die Kommunikation zwischen den GPUs unerlässlich.

Schritt-für-Schritt-Anleitung zur Konfiguration von NVLink

Schritt 1: Installieren Sie die GPUs

Bevor Sie NVLink konfigurieren, installieren Sie die unterstützten NVIDIA-GPUs in den PCIe-Steckplätzen Ihres Systems. Vergewissern Sie sich, dass die Grafikprozessoren fest in ihren jeweiligen Steckplätzen sitzen. Wenn Ihre Hauptplatine mehrere Grafikprozessoren unterstützt, achten Sie auf den Abstand der Steckplätze, da dieser die NVLink-Brücke aufnehmen muss.

1. Schalten Sie das Gerät aus und ziehen Sie den Netzstecker.
2. Öffnen Sie das Gehäuse des Systems.
3. Setzen Sie die Grafikprozessoren in die PCIe-Steckplätze ein und befestigen Sie sie dort.
4. Schließen Sie alle erforderlichen Stromkabel vom Netzteil an die GPUs an.
5. Schließen Sie das Systemgehäuse und schalten Sie das System wieder ein.

Schritt 2: Installieren Sie die NVLink-Brücke

Sobald die GPUs installiert sind, können Sie sie mit der NVLink-Brücke verbinden. Folgen Sie diesen Schritten:

1. Identifizieren Sie die NVLink-Anschlüsse auf der Oberseite der Grafikprozessoren. Diese Anschlüsse sind speziell für die NVLink-Brücke vorgesehen.
2. Richten Sie die NVLink-Brücke an den Anschlüssen aus und drücken Sie sie vorsichtig an ihren Platz. Vergewissern Sie sich, dass die Brücke fest auf beiden GPUs sitzt.
3. Wenn Ihre Konfiguration mehrere NVLink-Brücken verwendet (für einige Grafikprozessoren mit zwei Anschlüssen), wiederholen Sie diesen Vorgang für jede Brücke.

Schritt 3: Installieren der NVIDIA-Treiber

Um NVLink zu aktivieren, müssen Sie die neuesten NVIDIA-Treiber auf Ihrem System installieren. Folgen Sie diesen Schritten, um die Treiber zu installieren:

1. Laden Sie die neuesten NVIDIA-Treiber herunter: Besuchen Sie die Seite NVIDIA Treiber-Downloads, wählen Sie Ihr GPU-Modell aus und laden Sie die entsprechenden Treiber für Ihr Betriebssystem herunter.
2. Installieren Sie die Treiber: Für Linux:
   sudo apt-get update
sudo apt-get install nvidia-Treiber-


   Führen Sie unter Windows das heruntergeladene Treiberinstallationsprogramm aus und folgen Sie den Anweisungen auf dem Bildschirm.

3. Starten Sie das System neu: Starten Sie Ihr System nach der Installation der Treiber neu, um sicherzustellen, dass die Änderungen wirksam werden.

Schritt 4: CUDA Toolkit installieren

NVLink wird häufig in Kombination mit CUDA verwendet, insbesondere bei Deep Learning und HPC-Aufgaben. Um NVLink in vollem Umfang nutzen zu können, müssen Sie das CUDA Toolkit auf Ihrem System installieren.

1. CUDA Toolkit herunterladen: Besuchen Sie die Download-Seite des CUDA Toolkits und laden Sie die für Ihr Betriebssystem geeignete Version herunter.
2. CUDA installieren: Für Linux:
   sudo apt-get install cuda


   Führen Sie unter Windows das CUDA-Installationsprogramm aus und folgen Sie den Eingabeaufforderungen.

3. Überprüfen Sie die CUDA-Installation: Überprüfen Sie nach der Installation, ob CUDA korrekt installiert wurde, indem Sie den folgenden Befehl ausführen:
   nvcc --version


   Dies sollte die auf Ihrem System installierte CUDA-Version zurückgeben.

Schritt 5: Aktivieren Sie NVLink

Nun, da Ihre GPUs installiert sind und die Treiber und CUDA eingerichtet sind, können Sie NVLink aktivieren.

1. Überprüfen Sie die GPU-Konfiguration: Überprüfen Sie mit folgendem Befehl (Linux), ob die Grafikprozessoren installiert sind und vom System erkannt werden:
   nvidia-smi


   Dies sollte alle in Ihrem System installierten GPUs auflisten und ihren jeweiligen PCIe- und NVLink-Status anzeigen.

2. Aktivieren Sie NVLink mit nvidia-smi: Das nvidia-smi Tool wird verwendet, um NVLink zu aktivieren und zu überwachen. Um zu überprüfen, ob NVLink aktiviert ist, führen Sie aus:
   nvidia-smi topo -m


   Wenn NVLink richtig konfiguriert ist, zeigt die Ausgabe Links zwischen den GPUs an, die angeben, welche GPUs über NVLink verbunden sind. Achten Sie auf die Bezeichnung “NVLink” zwischen den GPU-Paaren.

3. NVLink Benchmarking: Sie können Tests oder Benchmarks durchführen, um die Leistung von NVLink zu messen. Tools wie cuBLAS oder NCCL (NVIDIA Collective Communications Library) können verwendet werden, um die Datenübertragungsraten zwischen GPUs über NVLink zu messen.

Schritt 6: Konfigurieren Sie Anwendungen für die Verwendung von NVLink

Damit Ihre Anwendungen die Vorteile von NVLink nutzen können, müssen Sie sie so konfigurieren, dass sie den Interconnect mit hoher Bandbreite zwischen den GPUs verwenden. Viele Deep-Learning-Frameworks wie TensorFlow, PyTorch und MXNet erkennen NVLink automatisch und nutzen es für Multi-GPU-Operationen.

In TensorFlow zum Beispiel können Sie die verfügbaren GPUs und ihre NVLink-Konnektivität mit überprüfen:

Frameworks wie NCCL (NVIDIA Collective Communications Library) sind für NVLink optimiert und werden für Datenübertragungen in Multi-GPU-Umgebungen verwendet.

Schritt 7: NVLink Status überwachen

Sobald NVLink eingerichtet ist, ist es wichtig, den Status zu überwachen, um sicherzustellen, dass er korrekt funktioniert. Das nvidia-smi-Tool bietet eine umfassende Überwachung des NVLink-Datenverkehrs, der Bandbreitennutzung und der GPU-Leistung. Sie können es verwenden:

Dieser Befehl zeigt detaillierte Statistiken über die NVLink-Verbindung an, einschließlich des Durchsatzes und aller bei der Datenübertragung aufgetretenen Fehler.

Schlussfolgerung

Die Konfiguration von NVLink auf einem Rechner kann die Leistung von Multi-GPU-Setups erheblich verbessern, insbesondere bei Arbeitslasten, die eine Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung zwischen GPUs erfordern, wie Deep Learning, KI-Training und HPC-Aufgaben. Wenn Sie die in diesem Leitfaden beschriebenen Schritte befolgen, können Sie NVLink für eine optimale Leistung in Ihrem System installieren und konfigurieren. Achten Sie darauf, Ihre Grafikprozessoren richtig zu installieren, sie mit der entsprechenden NVLink-Brücke zu verbinden und die neuesten Treiber und das CUDA-Toolkit zu installieren, damit NVLink vollständig unterstützt wird. Überwachen Sie schließlich die Leistung und den Status von NVLink, um sicherzustellen, dass es wie vorgesehen funktioniert, damit Sie seine Hochgeschwindigkeits-Verbindungsfunktionen voll ausschöpfen können.