Fri Jan 03 2025 23:59:59

芯片足球之二:世界盃就是大數據

因應AI與大數據挑戰,CPU循序運算已達物理極限。GPU則憑藉大規模平行運算,如團隊協作般處理海量數據,掌握了運算典範轉移的關鍵。

承接上文:〈芯片足球:用足球戰術解讀Nvidia的運算架構 〉

上一篇談到,CPU像傳統英式長傳急攻:直線、順序、靠速度與力量;GPU則像一套小組配合密集的森巴陣式,靠的是同時啟動、局部互動、多人協作。這種分別在普通比賽中也許只是風格之爭;一到世界盃,便分外矚目,籌碼的上落就絕非等閒。

世界盃:大數據登場

世界盃,一個龐大的比賽,它帶來了特大的數據流。當大數據一湧入球場,對手已不再只是一條防線,而是一整個擠滿變數的球場和背後的攝像頭和感應探頭。這時,由方方面面、上天下地的數據所築成的數據,數以百萬、甚至數以十億計的數據點,同時湧入球場。

這時候,長傳急攻還能不能硬闖?森巴矩陣又是否真的有用?這就是下半場要看的事

英式領隊若照舊派出超級中鋒直線衝刺,單線長傳一進入數據集群,立刻被吞沒。點對點的單打獨鬥,造成全面塞車。那名前鋒也許可以逐個撞開對手,但面對鋪天蓋地的變數,很快便被數量壓垮。隊友在這套陣式之下,只有乾瞪眼的份兒。

森巴領隊卻釋放整個矩陣,皮球一落到巴西陣中,所有球員同時啟動,在空間進行微型盤扭與動作。進攻管道不再只有一條,而是同步開展的全方位進攻。每一名球員解決一個細小的空間問題,整隊便在一瞬間穿過那堵數據流。

終場哨聲:贊臣為何勝出

當終場哨聲響起,GPU勝過CPU,背後其實是一個物理現實。Witt 在書中指出,CPU之所失,是因為它窮盡了物理空間。過去長期依賴登納德縮放定律(Dennard scaling):晶體管愈縮小,處理器就可以跑得更快。但當晶體管縮小到只剩大約一百個原子的寬度時,這種關係崩潰了。順序運算(serial computing)就像英式前鋒被困在塞滿對手的禁區通道中,任他如何硬闖也無補於事。

輝達的平行運算勝出,並不因為它違反物理定律,而是因為它順應物理定律,但放棄對單線速度的盲目追逐,改為指揮成千上萬個較小、較簡單的計算工作,從而突破運算的瓶頸。

正如今日的足球世界,已不能再寄望每隊都有一個馬勒當拿,或一個 19歲的美斯,可以把對手一個接一個的甩開。人工智能革命來臨後,芯片面對的也不再是一兩次漂亮突破,而是天文數字般、同時湧來的矩陣乘法。Nvidia把芯片變成一套完美運轉的小組陣法,讓無數動作同時發生。它贏的並不是一場短平快的戰術勝利,而是把控球權牢牢控在自己腳下,通往會思考的機器(thinking machine)。

〈晶片足球 二之二〉

原刊於《明報》,本社獲作者授權轉載。

艾雲豪