В эксплуатации

Многостоечный GPU-кластер для обучения собственной LLM

Высокопроизводительная AI-инфраструктура для обучения и дообучения собственной большой языковой модели, рассчитанная на распределённые вычисления, работу с крупными датасетами и дальнейшее масштабирование. Проектирование, поставка, интеграция и запуск GPU-кластера под ключ для крупной IT-компании.Мощность350 кВт
Многостоечный GPU-кластер для обучения собственной LLM

Паспорт проекта

  • Стоимость проекта: ≈ 980 млн ₽

  • Срок реализации: ≈ 7 месяцев

  • Заказчик: крупная IT / интернет-компания

  • Регион: Москва

  • Отрасль: IT / интернет-сервисы / AI

  • Формат: проектирование, поставка, интеграция и запуск GPU-кластера под ключ


Что требовалось заказчику

Компания развивала собственные AI-продукты и планировала перейти от использования внешних API и аренды вычислительных ресурсов к собственной LLM-инфраструктуре.

Основные сценарии:

  • обучение собственной языковой модели;

  • continued pre-training на корпоративных и отраслевых данных;

  • fine-tuning;

  • RLHF / preference optimization;

  • обучение embedding-моделей;

  • разработка мультимодальных моделей;

  • эксперименты исследовательской команды;

  • массовый inference собственных моделей;

  • обслуживание внутренних AI-продуктов.

Главная задача — создать собственный GPU-кластер, способный выполнять распределённое обучение моделей на десятках GPU и в дальнейшем масштабироваться без полной перестройки инфраструктуры.

Почему обычных GPU-серверов было недостаточно

При обучении крупной LLM производительность определяется не только количеством GPU.

Необходимо одновременно обеспечить:

  • высокую производительность GPU;

  • большой объём HBM-памяти;

  • максимально быстрое взаимодействие между GPU;

  • высокоскоростную сеть между серверами;

  • высокую пропускную способность СХД;

  • быстрый доступ к датасетам;

  • стабильную работу десятков GPU под длительной нагрузкой;

  • централизованное управление вычислительным кластером;

  • мониторинг и распределение ресурсов.

Поэтому проект рассматривался не как поставка серверов, а как создание единой многостоечной AI-инфраструктуры.


Что сделали

Start Server разработал архитектуру GPU-кластера, объединяющего вычислительные серверы, сеть InfiniBand, высокопроизводительную систему хранения данных и управляющую инфраструктуру.

1. Провели предпроектный анализ

Совместно с AI-командой заказчика определили:

  • целевой размер моделей;

  • объём датасетов;

  • длительность тренировочных циклов;

  • типы распределённого обучения;

  • необходимый объём GPU-памяти;

  • требования к checkpointing;

  • планируемое количество параллельных экспериментов;

  • требования inference-команды;

  • темпы роста вычислительной нагрузки на ближайшие 2–3 года.

Отдельно рассчитали:

  • сетевой трафик между GPU-серверами;

  • нагрузку на СХД;

  • требования к электропитанию;

  • тепловыделение;

  • резервирование компонентов.

Архитектура решения

В основе проекта:

GPU-серверы → InfiniBand Fabric → высокопроизводительная СХД → management-кластер → MLOps / orchestration

Для вычислительной части была выбрана многоузловая архитектура на NVIDIA H200.


Вычислительный GPU-кластер

В проекте предусмотрено:

12 GPU-серверов

Каждый сервер:

  • 8 × NVIDIA H200;

  • 141 ГБ HBM3e на GPU;

  • NVLink / NVSwitch;

  • 2 × серверных CPU;

  • до 2 ТБ DDR5 RAM;

  • локальные NVMe SSD;

  • резервированные блоки питания;

  • несколько высокоскоростных сетевых интерфейсов.

Всего:

  • 96 × NVIDIA H200

  • Суммарный объём GPU-памяти: 13 536 ГБ HBM3e — ≈ 13,5 ТБ GPU-памяти

Такая конфигурация позволяет распределять обучение крупных моделей одновременно между десятками GPU.

Зачем требуется 96 GPU

Для заказчика было важно не просто запускать LLM, а именно обучать собственные модели.

Кластер может использоваться для:

  • обучения модели на всех 96 GPU;

  • параллельного обучения нескольких меньших моделей;

  • fine-tuning;

  • экспериментальных запусков;

  • тестирования новых архитектур;

  • подготовки embeddings;

  • inference.

Ресурсы кластера могут динамически распределяться между командами.

Например:

  • 64 GPU — основной training job

  • 16 GPU — fine-tuning

  • 8 GPU — inference / validation

  • 8 GPU — research / experiments

Конкретное распределение зависит от текущей загрузки.


Высокоскоростная сеть

Для распределённого обучения критически важна скорость взаимодействия между GPU-серверами.

Поэтому кластер был построен на отдельной высокоскоростной сети.

Основная fabric: 400G InfiniBand

В составе:

  • NVIDIA Quantum;

  • ConnectX-7;

  • NDR InfiniBand;

  • redundant fabric;

  • высокоскоростные DAC/AOC и оптические соединения.

Архитектура сети построена таким образом, чтобы минимизировать oversubscription между GPU-узлами.

Почему сеть настолько важна

При распределённом обучении GPU постоянно обмениваются данными.

Среди основных операций:

  • gradient synchronization;

  • AllReduce;

  • AllGather;

  • ReduceScatter;

  • tensor parallelism;

  • pipeline parallelism;

  • data parallelism.

Если сеть недостаточно производительна, дорогостоящие GPU начинают простаивать в ожидании передачи данных.

Поэтому высокоскоростная fabric является практически такой же критичной частью AI-кластера, как сами GPU.


Система хранения данных

Для AI-кластера была предусмотрена отдельная высокопроизводительная система хранения.

Полезная ёмкость: ≈ 1,5 ПБ

Тип: Scale-Out All-Flash / NVMe

Система используется для:

  • тренировочных датасетов;

  • checkpoints;

  • моделей;

  • embeddings;

  • результатов экспериментов;

  • synthetic data;

  • логов;

  • промежуточных данных.

Требования к СХД

Для проекта была важна не только ёмкость, но и высокая скорость последовательного чтения.

При обучении модели десятки GPU одновременно получают данные из storage.

Поэтому архитектура СХД рассчитывалась исходя из:

  • aggregate throughput;

  • количества GPU;

  • размера датасетов;

  • checkpoint frequency;

  • количества параллельных задач.

Целевой уровень производительности: десятки GB/s суммарного throughput.


Management-кластер

Отдельно развернут кластер управляющих серверов.

Он используется для:

  • Kubernetes;

  • Slurm;

  • мониторинга;

  • orchestration;

  • container registry;

  • CI/CD;

  • MLOps;

  • управления пользователями;

  • распределения GPU;

  • управления заданиями;

  • ведения логов.

Это позволяет нескольким AI-командам одновременно пользоваться инфраструктурой.


Программная платформа

На инфраструктуре развернута среда для полного жизненного цикла LLM.

В состав вошли:

  • NVIDIA CUDA;

  • NCCL;

  • PyTorch;

  • Docker;

  • Kubernetes;

  • Slurm;

  • distributed training stack;

  • model registry;

  • experiment tracking;

  • monitoring;

  • observability;

  • checkpoint management.

Для распределённого обучения предусмотрена поддержка:

  • data parallelism;

  • tensor parallelism;

  • pipeline parallelism;

  • FSDP;

  • DeepSpeed;

  • Megatron-подобных архитектур.


Как используется кластер

Типичный training workflow выглядит следующим образом:

1. Подготовка данных

Большие объёмы текстовых данных проходят:

  • очистку;

  • дедупликацию;

  • фильтрацию;

  • токенизацию;

  • подготовку датасетов.

2. Датасет размещается в AI-СХД

GPU-серверы получают доступ к единому пулу данных.

3. Запускается training job

Оркестратор выделяет необходимое количество GPU.

Например:

  • 64 × H200

  • или весь кластер: 96 × H200

4. Выполняется распределённое обучение

GPU работают как единый вычислительный комплекс.

5. Checkpoints сохраняются в СХД

Промежуточные версии модели регулярно сохраняются.

6. Проводится validation

После завершения training job выполняется тестирование качества модели.

7. Модель передаётся в inference-контур

После утверждения новая версия становится доступна продуктовым AI-сервисам.


Инженерная инфраструктура

Для многостоечного GPU-кластера отдельно рассчитали физическую инфраструктуру.

Основные параметры:

  • несколько серверных стоек;

  • высокоплотное размещение оборудования;

  • резервированное электропитание;

  • отдельные PDU;

  • высокоскоростная коммутация;

  • мониторинг электропотребления;

  • контроль температуры.

Расчётная электрическая мощность GPU-кластера составляет ≈ 350 кВт, поэтому проект заранее согласовывался с инфраструктурой ЦОД.

Размещение оборудования

Вычислительная инфраструктура распределена по нескольким стойкам.

Условно:

  • Стойки 1–3 — GPU-серверы.

  • Стойка 4 — InfiniBand fabric.

  • Стойки 5–6 — AI-СХД.

  • Стойка 7 — Management и сервисная инфраструктура.

Фактическая компоновка определяется доступной мощностью на стойку и системой охлаждения конкретного ЦОД.


Что сделали специалисты Start Server

Проектирование

Разработали:

  • вычислительную архитектуру;

  • схему GPU-кластера;

  • топологию сети;

  • архитектуру СХД;

  • power budget;

  • rack layout;

  • кабельную карту.

Поставка

Организовали поставку:

  • GPU-серверов;

  • GPU;

  • сетевого оборудования;

  • СХД;

  • кабелей;

  • трансиверов;

  • серверов управления.

Монтаж

На площадке:

  • установили оборудование;

  • выполнили коммутацию;

  • провели маркировку;

  • настроили сетевую инфраструктуру.

Системная интеграция

Настроили:

  • InfiniBand Fabric;

  • RDMA;

  • storage network;

  • management network;

  • GPU-серверы;

  • orchestration.

Пусконаладочные работы

Провели:

  • тестирование GPU;

  • NCCL-тесты;

  • сетевые тесты;

  • storage benchmark;

  • burn-in;

  • стресс-тестирование;

  • проверку отказоустойчивости.

Нагрузочное тестирование

Одной из важных частей проекта стало тестирование не отдельных серверов, а всего GPU-кластера как единой системы.

Проверялись:

  • загрузка GPU;

  • GPU-to-GPU bandwidth;

  • inter-node communication;

  • network latency;

  • storage throughput;

  • производительность collective operations;

  • стабильность длительных training jobs;

  • температурные режимы.

Это позволило выявить потенциальные узкие места до передачи инфраструктуры AI-команде заказчика.


Результат проекта

Заказчик получил собственную инфраструктуру для разработки и обучения больших AI-моделей.

  • 96 × NVIDIA H200 — общий вычислительный пул GPU.

  • ≈ 13,5 ТБ HBM3e — суммарный объём GPU-памяти.

  • 400G InfiniBand — высокоскоростная сеть для распределённого обучения.

  • ≈ 1,5 ПБ AI Storage — высокопроизводительная система хранения данных.

  • ≈ 350 кВт — общая потребляемая мощность инфраструктуры.

  • Многостоечная архитектура — GPU, сеть, СХД и management-инфраструктура работают как единый кластер.

  • ≈ 7 месяцев — срок реализации проекта.

  • ≈ 980 млн ₽ — общий бюджет инфраструктуры.


Что получил бизнес

До реализации проекта компания зависела от аренды дорогостоящих GPU-ресурсов и внешней инфраструктуры.

После запуска собственного кластера появилась возможность:

  • обучать собственные LLM;

  • полностью контролировать вычислительные ресурсы;

  • хранить датасеты внутри компании;

  • запускать длинные training jobs без ограничений облачного провайдера;

  • одновременно обслуживать несколько AI-команд;

  • прогнозировать доступность GPU;

  • запускать новые эксперименты быстрее;

  • развивать собственные AI-продукты;

  • постепенно увеличивать вычислительный кластер.


Возможность масштабирования

Архитектура изначально проектировалась не как конечная конфигурация.

Следующий этап развития может включать:

  • 96 → 192 GPU

  • и далее: 192 → 384 GPU

Для этого в проекте заранее предусмотрены:

  • резерв сетевой архитектуры;

  • масштабируемая InfiniBand fabric;

  • scale-out СХД;

  • возможность добавления серверных стоек;

  • расширяемый management-кластер.

Таким образом, заказчик может постепенно увеличивать AI-инфраструктуру по мере роста нагрузки.


Почему Start Server

  • Проектируем кластер целиком — не рассматриваем GPU-сервер отдельно от сети, СХД и инженерной инфраструктуры.

  • Понимаем распределённые AI-нагрузки — архитектура рассчитывается с учётом требований LLM training и межсерверного обмена.

  • Поставляем всю инфраструктуру — в рамках одного проекта: GPU, серверы, сеть, СХД, кабельная инфраструктура, management, интеграция.

  • Multi-vendor подход — подбираем оборудование исходя из архитектуры проекта, бюджета и доступности.

  • Единая ответственность — заказчику не нужно отдельно координировать поставщика серверов, сетевого интегратора, поставщика СХД и монтажную организацию.

  • Масштабирование — архитектура проектируется с учётом следующего этапа роста GPU-кластера.