NVIDIA近日重磅发布了其Blackwell GPU架构的最新升级版本——Blackwell Ultra，具体型号涵盖B300和GB300。这一备受瞩目的新一代高性能计算核心预计将于今年晚些时候正式推向市场，其最大的技术亮点之一便是首次引入了PCIe 6.0技术标准。这项创新将极大地提升数据传输带宽，为GPU与系统其他组件之间的数据交换带来革命性的加速，同时，NVIDIA宣称Blackwell Ultra将带来高达50%的综合性能提升，无疑为AI和高性能计算领域注入了新的活力。然而，伴随性能跃进而来的是功耗的大幅增加，Blackwell Ultra的峰值功耗达到了惊人的1400W，这一数据在推动算力极限的同时，也同步引发了业界对于能效平衡和可持续发展策略的广泛关注与深入探讨。
Blackwell Ultra的核心设计体现了NVIDIA在芯片制造和互联技术方面的深厚积累。它采用台积电先进的4NP制程工艺精心打造，内部集成了高达2080亿个晶体管，展现出极致的集成度与复杂的逻辑能力。其架构精巧地通过两个独立的Die经由NVIDIA独有的NV-HBI高速互连界面连接，该界面提供了高达10TB/s的带宽，确保了双Die间数据流动的顺畅与高效。这款GPU内部配置了总计160个流式多处理器（SM）单元，每个SM单元包含128个CUDA核心，这提供了强大的通用并行计算能力。此外，还集成了640个第五代Tensor核心，专门用于加速深度学习和AI推理任务。所有这些计算单元均共享一致性的二级缓存，优化了数据访问效率。在多GPU互联方面，Blackwell Ultra通过第五代NVLink技术实现了1.8TB/s的带宽，而GPU与CPU之间的NVLink-C2C通道带宽则为900GB/s，这些互联特性与前代产品保持了高度一致，确保了系统级的无缝协同工作。
PCIe 6.0的首次支持是Blackwell Ultra此次升级的一大技术里程碑。这项全新的接口标准将可用带宽直接翻倍，这意味着在处理海量数据集或进行高并发计算时，数据可以在GPU与CPU、内存及存储设备之间以更快的速度流转，大幅缩短了数据传输瓶颈，从而提升整体系统响应速度和计算效率。除了接口技术的革新，Blackwell Ultra还对显存系统进行了显著升级。其搭载的HBM3E内存容量从Blackwell架构的192GB提升至288GB，同时内存带宽也达到了惊人的8TB/s。这一配置不仅为模型训练提供了更大的数据吞吐能力，也进一步强化了Blackwell Ultra在高带宽、低延迟应用场景中的强大表现，例如大型语言模型（LLMs）的训练与推理。
在性能层面，Blackwell Ultra展现出令人瞩目的飞跃。在NVFP4稠密计算任务中，其性能达到15PFlops，相较于前代产品提升了50%，这对于需要密集浮点运算的科学模拟、数据分析以及部分AI训练任务具有显著意义。在sparse稀疏计算方面，性能保持在20PFlops，持续凸显其在AI推理和特定稀疏模型训练中的优势。特别值得关注的是，Blackwell Ultra在特殊功能单元（SFU）EX2架构下的注意力加速能力实现了跨越式发展，从5TF/s大幅提升至10.7TF/s，增长超过一倍。这种针对注意力机制的专门优化对于Transformer类模型的处理效率至关重要，能够显著加速自然语言处理、计算机视觉等领域的大规模AI模型运行。然而，在FP8、FP16和TF16等更通用的数据格式方面，Blackwell Ultra的性能表现基本维持不变，这表明此次升级的重点更多地集中于特定计算场景和AI工作负载的深度优化，而非全面性的通用性能提升。
尽管Blackwell Ultra在算力上实现了显著突破，但其功耗水平也攀升到了新的高度，标定最大功耗达到了1400W。这一数字直观地反映了高性能计算硬件在追求极致算力过程中所面临的散热和能效管理的严峻挑战。在数据中心环境中，如此高功耗的设备将对电力供应、冷却系统以及运营成本带来巨大压力。因此，行业普遍预测，Blackwell Ultra这类超高功耗产品的普及将加速推动液冷等更先进、更高效散热技术在数据中心的大规模应用。液冷技术能够更有效地带走芯片产生的热量，从而维持其稳定运行并延长寿命，同时也有助于降低整体数据中心的PUE（Power Usage Effectiveness）值。
根据NVIDIA的战略规划，Blackwell Ultra将主要应用于其为高端AI和HPC应用量身定制的GB300 NV72服务器平台。该平台采用了创新的液冷机架设计，每个计算节点都巧妙地整合了两颗B300 GPU与一颗NVIDIA Grace CPU。这种CPU-GPU紧密耦合的部署形态，旨在通过NVLink-C2C等高速互联技术，最大限度地减少数据传输延迟，优化整体系统性能，为人工智能的未来发展和高性能计算领域提供前所未有的强大计算支撑。NVIDIA在整合异构计算资源、提升系统整体效率方面的持续努力，在这一平台设计中得到了充分体现。
Blackwell Ultra的发布不仅仅是NVIDIA产品线的一次重要更新，更是对当前AI与HPC行业对算力需求不断增长现状的积极回应和有力推动。其在性能上的显著提升和多项新技术的引入，有望为大规模模型训练、前沿科学计算以及实时推理应用的发展注入强劲动力。然而，功耗的大幅上升也为整个行业敲响了警钟，提醒所有参与者必须更加关注能效管理、绿色计算和可持续发展策略。如何在极致性能与环境责任之间找到最佳平衡点，将是未来高性能计算领域亟需解决的关键议题。
展望未来，NVIDIA并未止步于Blackwell Ultra。公司已计划推出代号为“Rubin”的全新GPU架构，这清晰地表明了其在加速计算领域的长期技术布局和持续创新决心。随着PCIe 6.0等新一代行业标准的逐步落地，以及液冷等先进散热解决方案的日益成熟，未来高性能计算硬件的发展将更加注重性能、功耗、成本和环境影响之间的多维平衡，共同构建一个更强大、更高效且更可持续的智能计算新生态。
