Helios-Server: AMD greift Nvidia mit Instinct MI455X an

Ein neuer Akteur im KI-Rechenzentrum

AMD hat mit der Vorstellung der Instinct MI455X und des zugehörigen Helios-Server-Designs einen bedeutenden Schritt in Richtung der Dominanz bei KI-Beschleunigern gemacht. Das Unternehmen positioniert sich damit direkt gegen Nvidias etablierte Lösungen, insbesondere das Vera Rubin NVL72-System. Ziel von AMD ist es, ein gesamtes Server-Rack so zu konzipieren, dass es als eine einzige, hochperformante Recheneinheit fungiert.

Technischer Aufbau: Ein komplexes Chip-Design

Das Herzstück der neuen Architektur ist ein massives Chip-Package, das aus insgesamt 24 Bausteinen besteht. AMD setzt hierbei auf eine Kombination aus zwölf Rechen-Dies (Accelerator Complex Dies, XCDs) und zwölf Stapeln des neuen High-Bandwidth-Memory 4 (HBM4). Die Fertigung der XCDs erfolgt im modernen 2-Nanometer-Verfahren (N2) von TSMC, während die Fabric- und I/O-Komponenten in 3-Nanometer-Strukturen (N3P) gefertigt werden. Insgesamt vereint der Chip etwa 320 Milliarden Transistoren.

Die interne Struktur wurde grundlegend überarbeitet, um die Auslastung der Rechenwerke zu maximieren. Ein wesentlicher Punkt ist der Verzicht auf den bisherigen Infinity Cache zugunsten eines deutlich vergrößerten, globalen Level-2-Caches. Zudem ermöglicht eine neue Multicast-Funktion, Speicher-Leseoperationen effizienter auf mehrere Work Group Processors (WGPs) zu verteilen, was insbesondere bei der Wiederverwendung von KI-Gewichten Zeit spart.

Rechenleistung und Benchmarks

Bei der Performance verspricht AMD signifikante Sprünge. Die MI455X erreicht bei FP32-Operationen eine Rechenleistung von 315 Teraflops. Bei niedrigeren Präzisionsformaten wie FP16 und BF16 steigt dieser Wert auf 5,03 Petaflops. Besonders beeindruckend sind die Angaben für KI-Workloads: Bei 8- und 4-Bit-Operationen nennt AMD bis zu 40 Petaflops bei dichten Matrizen. Unter Nutzung von Sparsity-Techniken, bei denen Nullwerte übersprungen werden, soll die Leistung auf bis zu 80 Petaflops ansteigen. Damit übertrifft der Beschleuniger laut AMD-Angaben die aktuellen Werte der Nvidia Rubin-GPU auf dem Papier.

Das Helios-Server-System

Ein Helios-Server-Rack ist auf maximale Skalierbarkeit ausgelegt und umfasst 72 Instinct-MI455X-Beschleuniger. Die Orchestrierung der Rechenlast übernehmen 18 Epyc-Venice-Prozessoren, wobei jeder Prozessor vier GPUs verwaltet. Für die Kommunikation setzt AMD auf die von Pensando übernommene Netzwerktechnik. Pro GPU sind drei Network Interface Controller (NICs) vorgesehen, die per Ultra Accelerator Link (UALink) mit einer bidirektionalen Transferrate von 256 GByte/s angebunden sind. Nach außen hin erfolgt die Anbindung über 12 × 800-Gigabit-Ethernet.

Herausforderungen und Einordnung

Trotz der beeindruckenden technischen Daten gibt es offene Fragen. AMD hält sich derzeit bedeckt, was die Leistungsaufnahme der MI455X und des gesamten Helios-Systems betrifft. Angesichts der Vorgängergeneration, die bereits bis zu 1,4 kW verbrauchte, ist für ein voll bestücktes Rack eine Leistungsaufnahme im Bereich von über 200 Kilowatt plausibel. Dies stellt hohe Anforderungen an die Kühlung und Energieversorgung der Rechenzentren.

Ein weiterer Aspekt ist die physische Systemintegration. Während AMDs Hardware-Leistung konkurrenzfähig erscheint, zeigt sich beim Vergleich mit Nvidias GB200 NVL72 ein Rückstand in der mechanischen Konstruktion. Nvidia hat bei seinen Systemen weitgehend auf feste Steckverbindungen umgestellt, um die Komplexität der Verkabelung zu reduzieren und Fehlerquellen zu minimieren. AMDs Ansatz erfordert hier noch komplexere manuelle Verkabelungsschritte.

Die Marktbedeutung dieser Entwicklung ist jedoch hoch. Große Akteure wie Microsoft oder Anthropic setzen bereits auf AMDs Hardware-Lösungen, was den Stellenwert der Instinct-Reihe im hart umkämpften KI-Markt unterstreicht. Die nächsten Schritte werden zeigen, wie sich das System in realen Großrechenzentren unter Dauerlast bewährt und ob die versprochenen Effizienzgewinne durch den internen Chip-Umbau in der Praxis Bestand haben.