سرورهای CHATGPT از چه سخت افزاری استفاده میکند؟

چت جی‌پی‌تی (ChatGPT) یکی از معروف‌ترین ابزارهای مبتنی بر هوش مصنوعی در دنیاست. این مدل توسط شرکت OpenAI توسعه داده شده و می‌تواند به سؤالات پاسخ دهد، متن تولید کند، ترجمه انجام دهد و حتی در موضوعات فنی یا خلاقانه کمک کند. اما پشت این عملکرد چشمگیر، تنها یک نرم‌افزار ساده نیست.

برای اجرای چنین مدلی، نیاز به زیرساخت سخت‌افزاری بسیار قدرتمندی وجود دارد. پردازش میلیون‌ها داده در زمان واقعی، آموزش مدل‌های زبانی بسیار بزرگ و پاسخ‌گویی سریع به کاربران، همگی به کمک سخت‌افزارهای پیشرفته امکان‌پذیر شده‌اند.

در این مقاله بررسی می‌کنیم که سرورهای ChatGPT از چه سخت‌افزاری استفاده می‌کنند و چرا این سخت‌افزارها نقش مهمی در قدرت و دقت این مدل دارند.

چرا سخت‌افزار در مدل‌های هوش مصنوعی مهم است؟

مدل‌های هوش مصنوعی، به‌ویژه مدل‌های زبانی مانند ChatGPT، برای کار کردن به سخت‌افزارهای بسیار قدرتمند نیاز دارند. برخلاف برنامه‌های معمولی که روی یک لپ‌تاپ یا گوشی هم اجرا می‌شوند، این مدل‌ها باید حجم زیادی از داده‌ها را به‌سرعت تحلیل و پردازش کنند.

هر پاسخ کوتاهی که ChatGPT می‌دهد، نتیجه هزاران محاسبه ریاضی و تحلیل زبانی پیچیده در پشت صحنه است. این محاسبات به توان پردازشی بسیار بالا نیاز دارند. به همین دلیل، استفاده از سخت‌افزار قوی مانند پردازنده‌های گرافیکی پیشرفته (GPU) ضروری است.

 

سخت‌افزار قوی باعث می‌شود:

• مدل سریع‌تر پاسخ دهد.
• دقت پاسخ‌ها بیشتر شود.
• هم‌زمان هزاران کاربر بتوانند از مدل استفاده کنند.
• مصرف انرژی بهینه‌تر باشد.

در واقع، بدون سخت‌افزار مناسب، حتی بهترین الگوریتم‌های هوش مصنوعی هم نمی‌توانند عملکرد خوبی داشته باشند. پس برای اجرای درست و سریع مدل‌هایی مانند ChatGPT، سخت‌افزار یکی از اصلی‌ترین بخش‌هاست. سیستم های هوش مصنوعی از سخت افزار های مختلفی بهره می گیرند اما مهمترین قطعه در این بین پردازنده های گرافیکی می باشند که سریعترین عملکرد را برای اجرای الگوریتم های هوش مصنوعی و یادگیری ماشین دارند.

 

پردازنده‌های گرافیکی (GPU): قلب سرورهای هوش مصنوعی

وقتی صحبت از اجرای مدل‌های بزرگ هوش مصنوعی مثل ChatGPT می‌شود، پردازنده‌های گرافیکی یا همان GPU نقش اصلی را دارند. این قطعات، برخلاف پردازنده‌های معمولی (CPU)، می‌توانند هزاران عملیات محاسباتی را به‌صورت هم‌زمان انجام دهند. این توانایی باعث شده تا GPUها بهترین انتخاب برای آموزش و اجرای مدل‌های “یادگیری عمیق” باشند.

چرا از GPU استفاده می‌شود؟

مدل‌های هوش مصنوعی به‌ویژه مدل‌های زبانی، شامل میلیاردها پارامتر هستند. برای آموزش این مدل‌ها و پاسخ‌گویی سریع به کاربر، نیاز به پردازش موازی بسیار زیاد داریم. GPUها دقیقاً همین کار را انجام می‌دهند:

• اجرای هم‌زمان هزاران محاسبه.
• افزایش سرعت آموزش مدل‌ها.
• اجرای سریع‌تر هنگام پاسخ‌گویی.
• پشتیبانی از کتابخانه‌ها و فریم‌ورک‌های تخصصی هوش مصنوعی مانند TensorFlow و PyTorch

در واقع، بدون GPU، اجرای مدل‌هایی مثل GPT-4 عملاً غیرممکن یا بسیار کند و پرهزینه می‌شود.

شرکت‌های سازنده GPU برای هوش مصنوعی

NVIDIA پیشروترین شرکت در زمینه ساخت GPU برای هوش مصنوعی است. محصولات این شرکت مثل سری A100، H100 و RTX، در دیتاسنترها و پروژه‌های بزرگ استفاده می‌شوند.

AMD نیز در سال‌های اخیر وارد رقابت شده و با تولید کارت‌هایی مانند MI100، جایگاهی در بازار پیدا کرده است. اما همچنان پشتیبانی نرم‌افزاری برای AMD به اندازه NVIDIA گسترده نیست.

در حال حاضر، بیشتر زیرساخت‌های هوش مصنوعی پیشرفته مانند ChatGPT از کارت‌های گرافیکی ساخت NVIDIA استفاده می‌کنند.

 

ChatGPT از چه GPUهایی استفاده می‌کند؟

مدل‌های بزرگ زبان مانند ChatGPT برای اجرا به سخت‌افزاری در سطح دیتاسنتر نیاز دارند، نه یک کارت گرافیک ساده‌ی دسکتاپی. بر اساس اطلاعات منتشرشده از سوی OpenAI و مایکروسافت، زیرساخت مورد استفاده برای سرورهای CHATGPT، مجموعه‌ای از قوی‌ترین پردازنده‌های گرافیکی مخصوص هوش مصنوعی دنیاست: NVIDIA A100 و NVIDIA H100.

NVIDIA A100

کارت گرافیکی A100 یکی از پرکاربردترین GPUها در زمینه‌ی هوش مصنوعی است. این کارت بر پایه معماری Ampere ساخته شده و ویژگی‌هایی مثل پردازش موازی گسترده، حافظه زیاد و پشتیبانی از عملیات یادگیری عمیق را دارد. A100 در آموزش مدل‌های زبانی بزرگ، عملکرد فوق‌العاده‌ای دارد.

 

• حافظه بالا (تا ۸۰ گیگابایت)
• پشتیبانی از Tensor Core برای محاسبات سریع‌تر
• استفاده گسترده در مراکز داده و پروژه‌های AI

NVIDIA H100

انویدیا H100 نسل جدیدتر A100 است و بر پایه معماری Hopper طراحی شده. این GPU نه تنها قدرتمندتر است، بلکه از فناوری‌های پیشرفته‌تری برای یادگیری ماشین پشتیبانی می‌کند. بسیاری از زیرساخت‌های جدید ChatGPT (مخصوصاً GPT-4 و نسخه‌های پیشرفته‌تر) با H100 اجرا می‌شوند.

• قدرت محاسباتی بیشتر نسبت به A100
• مصرف انرژی بهینه‌تر
• سرعت بالاتر در آموزش و پاسخ‌گویی

 

چرا از این کارت‌ها استفاده می‌شود؟

چون ChatGPT یک مدل بسیار بزرگ است، به هزاران GPU نیاز دارد که به‌صورت شبکه‌ای در کنار هم کار کنند. کارت‌های A100 و H100 این امکان را فراهم می‌کنند که مدل با سرعت بالا و پایداری مناسب اجرا شود و هم‌زمان به میلیون‌ها کاربر پاسخ دهد.

 

مشخصات فنی سرورهای ChatGPT

برای اجرای مدل‌های سنگینی مثل GPT-4، فقط داشتن یک کارت گرافیک قدرتمند کافی نیست. این مدل‌ها روی هزاران GPU اجرا می‌شوند که در سرورهای بسیار پیشرفته قرار گرفته‌اند. هر کدام از این سرورها باید توان پردازشی، حافظه، شبکه و سیستم خنک‌کننده بسیار بالایی داشته باشند. در ادامه، نگاهی می‌اندازیم به برخی ویژگی‌های فنی این سرورها.

قدرت پردازشی بالا

سرورهایی که برای ChatGPT استفاده می‌شوند، معمولاً چندین GPU مثل NVIDIA A100 یا H100 دارند که به‌صورت موازی کار می‌کنند. این یعنی ده‌ها تریلیون عملیات در ثانیه انجام می‌شود. این سطح از قدرت برای آموزش و اجرای مدل‌های بسیار بزرگ ضروری است.

 

حافظه زیاد

هر GPU معمولاً بین ۴۰ تا ۸۰ گیگابایت حافظه پرسرعت (VRAM) دارد. در کنار آن، هر سرور دارای حافظه رم بسیار بالاست (گاهی تا چند ترابایت)، تا بتواند داده‌های حجیم را بدون تأخیر پردازش کند.

 

مصرف انرژی بالا

هر GPU مصرفی در حد ۳۰۰ تا ۷۰۰ وات دارد. وقتی چندین GPU در یک سرور نصب می‌شوند، مصرف کل ممکن است به چند کیلووات برسد. بنابراین دیتاسنترهایی مثل Azure باید زیرساخت برقی بسیار قدرتمندی داشته باشند.

 

سیستم‌های خنک‌کننده

چنین سطحی از مصرف انرژی، گرمای زیادی تولید می‌کند. به همین دلیل، این سرورها نیاز به خنک‌کننده‌های صنعتی، سیستم تهویه‌ی مداوم، و حتی گاهی خنک‌سازی با مایع دارند تا دما همیشه در حد مناسب باقی بماند.

 

شبکه پرسرعت

برای اتصال هزاران GPU به یکدیگر، باید شبکه‌ای بسیار سریع با تأخیر کم وجود داشته باشد. معمولاً از شبکه‌های NVLink یا InfiniBand استفاده می‌شود تا تبادل داده بین GPUها سریع و بی‌وقفه انجام شود.

 

نقش Microsoft Azure در میزبانی ChatGPT

ChatGPT روی کامپیوترهای شخصی اجرا نمی‌شود، بلکه به زیرساختی بسیار بزرگ و قدرتمند نیاز دارد. شرکت OpenAI برای اجرای سرورهای CHATGPT، از خدمات ابری Microsoft Azure استفاده می‌کند. Azure یکی از بزرگ‌ترین پلتفرم‌های رایانش ابری در دنیاست و امکانات مورد نیاز برای اجرای مدل‌های سنگین هوش مصنوعی را فراهم می‌کند.

همکاری OpenAI و مایکروسافت

مایکروسافت یکی از بزرگ‌ترین سرمایه‌گذاران در OpenAI است و چندین میلیارد دلار در این شرکت سرمایه‌گذاری کرده است. این همکاری باعث شده که OpenAI بتواند از قدرت زیرساخت ابری Azure برای آموزش و اجرای مدل‌های GPT استفاده کند.

 

دیتاسنترهای مجهز

Azure دیتاسنترهای بسیار بزرگ و پیشرفته‌ای در سراسر جهان دارد. این مراکز از هزاران سرور مجهز به GPUهای A100 و H100 استفاده می‌کنند. این یعنی ChatGPT می‌تواند هم‌زمان به میلیون‌ها درخواست پاسخ دهد، بدون اینکه سرعت یا کیفیت پاسخ‌ها کاهش پیدا کند.

 

امنیت و پایداری

یکی از دلایل اصلی استفاده از Azure در سرورهای CHATGPT، امنیت بالا و قابلیت اطمینان آن است. داده‌ها در شرایط کنترل‌شده و امن ذخیره و پردازش می‌شوند. همچنین، Azure امکان مقیاس‌پذیری دارد، یعنی با افزایش کاربران، می‌توان سرورها را به‌سرعت افزایش داد تا عملکرد مدل حفظ شود.

 

اتصال بین GPUها

مایکروسافت با استفاده از فناوری‌های خاص مثل InfiniBand، ارتباط بین GPUها را سریع و بدون تأخیر نگه می‌دارد. این ویژگی باعث می‌شود که مدل‌های پیچیده مثل GPT-4 بتوانند در مقیاس بزرگ و با سرعت بالا اجرا شوند.

چند GPU برای اجرای ChatGPT استفاده می‌شود؟

مدل‌های زبانی بزرگ مثل GPT-4، ساختاری بسیار پیچیده دارند. این مدل‌ها شامل صدها میلیارد پارامتر هستند و برای اجرای آن‌ها فقط یک یا دو GPU کافی نیست. اجرای ChatGPT نیازمند هزاران GPU است که با هم و به‌صورت هماهنگ در سرورهای CHATGPT کار می‌کنند.

آموزش مدل:

نیاز به هزاران GPU

در مرحله‌ی آموزش، مدل باید میلیاردها داده را بررسی کرده و یاد بگیرد. برای این کار، به بیش از ۱۰ هزار GPU نیاز است. این GPUها به‌صورت خوشه‌ای (cluster) در کنار هم قرار گرفته‌اند و با سرعت بالا داده‌ها را بین هم رد و بدل می‌کنند.

مثلاً آموزش نسخه‌های بزرگ GPT ممکن است هفته‌ها طول بکشد، حتی با استفاده از هزاران GPU. در این مرحله، سرعت و هماهنگی بین GPUها بسیار حیاتی است.

اجرای مدل:

مقیاس بالا برای پاسخ‌گویی به کاربران

پس از آموزش، مدل آماده استفاده است. اما برای اینکه میلیون‌ها کاربر به‌صورت هم‌زمان بتوانند از سرورهای CHATGPT استفاده کنند، نیاز به تعداد زیادی GPU در مرحله اجرا (Inference) هم وجود دارد. این GPUها مدل را در حافظه نگه می‌دارند و درخواست‌های کاربران را با سرعت پردازش می‌کنند.

OpenAI از سیستم‌های مقیاس‌پذیر استفاده می‌کند تا بتواند با افزایش تعداد کاربران، GPUهای بیشتری به مدل اختصاص دهد. این موضوع باعث می‌شود ChatGPT همیشه در دسترس و سریع باقی بماند.

نتیجه‌گیری

اجرای مدل‌های هوش مصنوعی پیشرفته مثل ChatGPT، فقط به الگوریتم‌های پیچیده وابسته نیست. بخش مهمی از موفقیت این مدل‌ها به زیرساخت سخت‌افزاری قدرتمند آن‌ها برمی‌گردد. در قلب این زیرساخت، هزاران پردازنده گرافیکی (GPU) قرار دارند که با توان پردازشی بالا، امکان آموزش و اجرای سریع مدل‌ها را فراهم می‌کنند.

استفاده از GPUهایی مانند NVIDIA A100 یا H100 در سرورهای CHATGPT باعث می‌شود که مدل‌هایی با میلیاردها پارامتر بتوانند در زمان کوتاه آموزش ببینند و به میلیون‌ها کاربر پاسخ دهند. شرکت OpenAI نیز برای مدیریت این حجم عظیم از پردازش، از دیتاسنترهای ابری Microsoft Azure استفاده می‌کند. این زیرساخت امن و مقیاس‌پذیر، امکان اجرای پایدار و هم‌زمان ChatGPT را برای کاربران سراسر دنیا فراهم کرده است.

در نهایت، هوش مصنوعی بدون سخت‌افزار قوی نمی‌تواند عملکردی قابل قبول داشته باشد. پردازنده‌های گرافیکی، شبکه‌های پرسرعت، حافظه زیاد و سیستم خنک‌کننده حرفه‌ای، همگی نقش حیاتی در زنده نگه‌داشتن مدلی مثل ChatGPT دارند. این موضوع نشان می‌دهد که موفقیت در دنیای هوش مصنوعی، ترکیبی از علم داده و قدرت سخت‌افزار است.