智能体 AI / 生成式 AI 在 8 个 NVIDIA DGX Spark 节点上运行前沿级 AI 模型 2026 年 10 月 22 日 作者: Arvind Gopalakrishnan, Eugene Rakhmatulin, Manini Sharma 和 Prerit Rodney 讨论 (0)

AI 生成的摘要

  • NVIDIA DGX Spark 现已支持官方八节点集群,统一内存扩展至 1 TB,并可在本地运行前沿级模型,例如来自 Z.ai 的完整 GLM 5.3(753B)。
  • 一个名为 RoCEnante 的 Spark 优化集合通信后端,可降低交换机连接集群上张量并行解码的 all-reduce 延迟,在八节点上实现 4.43 倍解码加速,而未使用该后端时为 3.05 倍。
  • 基准数据显示,使用 Qwen3.8-27B(NVFP4)时,解码吞吐从单节点约每秒 12 个 token 扩展到八节点每秒 52 个 token;交换机拓扑支持灵活的工作负载划分,环形拓扑则提供高性价比的四节点推理。
  • NVIDIA NeMo Switchyard 在共享的八节点集群上于模型池之间路由请求,在工具使用基准测试中达到与仅使用 Qwen 时相当的质量,同时在大部分流量转向较小模型时将总吞吐量提升至多 3 倍。
  • 在八节点上从头预训练 nanochat 模型实现了 7.79 倍加速,扩展效率达 97.4%,表明小型模型在桌面上可达到接近线性的训练性能。

后续步骤

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AI 开发者不再只是运行单个模型——他们正在并行编排多个模型、串联推理调用,并试验需要数百 GB 内存的前沿级架构。 NVIDIA DGX Spark 的初衷是将 AI 开发带到桌面上,而现在你可以将更多 Spark 节点连接在一起。 

在 GTC Berlin 上,NVIDIA 宣布正式支持八节点 DGX Spark 集群,将统一内存扩展至 1 TB,为前沿级模型、多智能体工作负载和接近线性的预训练打开了大门——所有这些都在本地运行。

NVIDIA Sync 让集群搭建变得简单。其 Cluster Assistant 负责设置和设备管理。NVIDIA Sync 对八节点集群的支持将于今年年底前推出。 

继续阅读,了解随着集群扩展,推理、编排和训练如何扩展的基准数据。

运行更大、更新的前沿级模型

八节点集群的最大优势在于内存。单台 DGX Spark 提供 128 GB 统一内存;四个节点达到 512 GB;八个节点达到 1 TB。这一容量为之前无法在四节点系统上启动的一类模型打开了大门,包括来自 Z.ai 的完整 GLM 5.3(753B)模型。

除了容纳这些模型之外,该集群还设计用于交互式地服务它们。作为一个早期示例,我们在八节点集群上运行了 GLM 5.3 Flash,测得生成速度约为每秒 80 个 token(TPS),适合针对前沿级混合专家模型进行交互式本地开发。

完整的 GLM 5.3(753B)检查点可在 8×128 GB 集群上运行,使其成为可在本地部署的最大开源模型之一。

并发数预填充,总每秒 token 数(TPS)预填充,每用户(TPS)解码,总计(TPS)解码,每用户(TPS)
11,6001,6003131
41,6007505121
81,6004736718
表 1. 完整 GLM 5.3(nvidia/GLM-5.3-NVFP4)在八节点 DGX Spark 集群上的性能。该模型在 NVFP4 下约为 470 GB,在并发数为 1、4 和 8 时使用 MTP3 测量。预填充按每请求 8K 输入序列长度(ISL)测量。

使用 Spark 优化后端实现更快的集合通信

张量并行推理有相当一部分时间花在 all-reduce 等集合操作上。在交换机连接的集群上,我们一直在评估一个 Spark 优化的集合通信后端 RoCEnante,它可降低本地 AI 硬件上张量并行解码所典型的小消息、低并发、中等 rank 数量模式下的集合通信延迟。

该后端实现先进行全对全交换,然后进行本地归约。每个 rank 将其输入共享给其他所有 rank,然后在本地将输入相加。单个 GPU 内核协调交换和归约。

主要优势在于通信步骤更少。环形 all-reduce 通过多轮在相邻 rank 之间传递数据。这种方法直接与所有对等节点交换数据,避免了这种转发链。对于小消息和适中的 rank 数量,这可以降低延迟。

代价是数据移动更多。每个 rank 将其完整输入发送给每个对等节点,并自行归约所有输入。随着消息或 rank 数量(节点)增长,这种额外流量会变得更加昂贵,使得环形 all-reduce 的带宽效率越来越有吸引力。如果你需要支持高并发、更大的集群或环形拓扑,NVIDIA 集合通信库(NCCL)会表现更好。

Line chart showing decode speedup (vs. one Spark) as the number of Spark nodes increases from one to eight. Two lines are plotted: “with ROCEnante” and “without ROCEnante.” Both start at 1.00x at one Spark. At four Spark nodes, ROCEnante reaches 3.06x vs. 2.56x without. At eight Spark nodes, ROCEnante reaches 4.43x vs. 3.05x without. Configuration: switch topology, Qwen3.8-27B-NVFP4, speculative decoding disabled.
图 1. 在交换机拓扑上使用 Qwen3.8-27B-NVFP4(禁用推测解码)时,Spark 解码在有无 ROCEnante 情况下的扩展性。在八个 Spark 节点上,ROCEnante 带来 4.43 倍加速,而未使用时为 3.05 倍——扩展效率提升 45%。

在实践中,我们看到在四节点(NVFP4)上预填充吞吐量约高 5%、解码吞吐量约高 21%,在八节点上非量化模型的解码吞吐量约高 18%,这与上述延迟与带宽的权衡一致。该后端已合并到 FlashInfer 中,如果其启动测试失败,会透明地回退到 NCCL。

该后端仅适用于交换机连接的拓扑,因为它依赖每个节点之间的直接点对点交换。它并非 NCCL 的替代品,NCCL 仍是受支持的默认选项,并且随着集群规模和并发度的增长是更好的选择。最初的一次性 all-reduce 方法由社区贡献(Jason Cook/el8)。

二、四、八:扩展集群

低延迟 NVIDIA ConnectX-7 网卡 以及基于融合以太网的 RDMA(RoCE)通信,让 DGX Spark 节点能够高效交换张量,因此你可以将模型扩展到更多节点,以将其装入内存并提升吞吐量。为了隔离集群扩展行为并消除依赖上下文的因素,我们在 1 到 8 个节点上对未使用推测解码/MTP 的稠密 Qwen3.8-27B(NVFP4)模型进行了基准测试:

Spark 节点数量拓扑预填充(TPS)预填充扩展解码(TPS)解码扩展
1—2,6351.00x11.861.00x
2直连 3,2851.25x21.711.838x
4物理环 4,4461.69x32.822.77x
4交换机(ROCEnante)4,5561.73x36.343.06x
8物理环 4,9621.88x40.113.38x
8交换机(ROCEnante)5,1051.94x52.584.43x
表 2. NVIDIA/Qwen3.8-27B(NVFP4)跨拓扑扩展情况,在支持时使用 ROCEnante 后端。使用 llama-benchy 测量,ISL 为 8192 个 token,OSL 为 256 个 token,并发度为 1。扩展性相对于相同精度下的单个 Spark。 

有两种模式尤为突出。首先,解码吞吐量随节点数量强劲扩展,从单节点的约 12 TPS 提升到八节点的 52 TPS。

其次,最佳拓扑取决于工作负载:当单个模型分布到所有节点时,物理环可提供出色的解码吞吐量。一旦你希望将集群拆分为独立分组,或运行需要节点间直接任意对任意连接的工作负载,就需要交换机。

要自行尝试, 本网络指南 从双节点配置开始,逐步扩展,带你完成集群设置。 

无交换机环拓扑与设置简便性

并非每个集群都需要交换机。DGX Spark 节点可以直接以环状连接在一起,这降低了成本并简化了设置——对爱好者和小型部署来说是一个有吸引力的选择。

在四节点 DGX Spark 部署中,NCCL 默认对张量并行通信采用基于环的算法,使无交换机环拓扑能够与流量模式完美契合,并以更低成本提供令人印象深刻的吞吐量。如表 2 所示,四节点环在此工作负载的预填充和解码吞吐量方面表现良好。

随着规模扩大或用途专门化,情况会发生变化:

  • 八节点或拆分分配: 如果你想把集群拆分为例如两组四节点,环无法表达这种拓扑;你需要交换机。
  • 全对全和传统 HPC 工作负载: 任何依赖点对点模式(例如基于 MPI 的集群)的工作负载都需要交换机;环会付出跳数惩罚。
  • 优化的集合通信后端: 上述经 Spark 优化的后端要求每个节点之间直接点对点连接,因此仅适用于交换式配置。

简而言之:当你想要最简单、成本最低的四节点推理设备时,选择无交换机环拓扑;当你需要扩展到八节点、拆分集群,或运行环拓扑无法满足的通信模式时,选择交换机。

使用 Switchyard 进行多模型编排

并非每个请求都需要你最大的模型。在共享的八节点集群上,将简单请求路由到小型、快速的模型,并将较大的模型保留给困难请求,可以显著提高总体吞吐量。 

NVIDIA NeMo Switchyard 使这一方案切实可行:一个轻量级分类器检查每个请求(或会话)并将其路由到相应的模型池,负载均衡器则在副本之间分配流量。由于这种布局将八个节点拆分为独立的模型池,Switchyard 运行在交换机连接的集群上,从而提供跨副本路由请求所需的任意对任意连接。

在我们的原型中,我们使用 OpenBMB 的 MiniCPM5 2B 作为分类器和简单任务的执行模型,并使用 Qwen3.8 Flash Next 处理复杂任务。在标准加困难工具使用基准测试中,路由智能体在质量上匹配了仅使用 Qwen 的配置,同时释放了集群容量。

在 92 个用例的工具使用基准测试(包括困难用例)中,路由智能体得分为 91/100,与仅使用 Qwen 的配置持平。

由于每个副本的 MiniCPM 每秒处理的请求数约为 Qwen 的一个数量级,将部分流量转移到较小的模型可提高整个集群的吞吐量上限。在八个节点上分配三个 Qwen 副本(每个占用两个 Spark 节点)和两个 MiniCPM 副本(每个占用一个 Spark 节点),我们得到:

  • 约 1.5 倍 当一半请求路由到 Qwen 时,总体吞吐量相对于仅使用 Qwen 的基线。
  • 约 3.0 倍 当四分之一请求路由到 Qwen、其余路由到 MiniCPM 时的总体吞吐量。

路由策略是一个简单的 YAML 文件,NVIDIA 提供了示例策略作为起点;开发者可以根据自己的工作负载调整分流比例和分类器。

从头开始预训练:使用 nanochat 实现近线性扩展

训练的行为与推理不同。当每个节点持有模型的完整副本时,唯一的跨节点通信是每步一次的梯度同步,因此集群扩展接近线性。为进行演示,我们从零开始预训练了一个 nanochat 模型(约 8.965 亿参数、20 个 transformer 层、隐藏维度 1,280,序列长度 2,048 个 token),并在增加节点时测量训练吞吐量。

节点TPS加速比扩展效率
18,7411.00 倍100.0%
217,2021.97 倍98.4%
433,6403.85 倍96.2%
868,0797.79 倍97.4%
表 3. Nanochat 预训练吞吐量从一个 DGX Spark 节点到八个节点的扩展情况(每步全局批次为 524,288 个 token,每个 GPU 微批次为 32 个序列)。

八个节点实现了 7.79 倍加速和 97.4% 的效率,这种近乎线性的扩展使八节点 Spark 集群成为从头训练小型模型的可靠平台,而不仅仅是服务大型模型。它也是一条自然的入门工作流:先在本地进行原型设计和预训练,然后随着模型增长而扩展。

要复现 nanochat 预训练实验或将其适配到你自己的模型,完整代码可在 GitHub.

上获取。开始使用多系统 DGX Spark

八节点 DGX Spark 集群为你提供加载前沿级模型所需的内存、同时编排多个模型的灵活性,以及从头训练小型模型的效率,而这一切都放在桌面上。

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关于作者

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Arvind Gopalakrishnan 是 NVIDIA 的系统软件总监,领导 NVIDIA DGX Spark 和 NVIDIA DGX Station 上 GPU 本地 AI 平台的软件工程工作。他专注于这些平台上的软件工程,涵盖推理性能、多节点互连架构、模型支持、平台稳定性、认证和发布就绪——并与产品、固件和硬件团队紧密合作。凭借涵盖 GPU 驱动、平台和 NVIDIA 软件栈的深厚系统级技术功底,Arvind 将亲力亲为的工程领导力与跨职能影响力相结合,以协调团队并推动整个技术栈的执行。 查看 Arvind Gopalakrishnan 的所有文章 Avatar photo 关于 Eugene Rakhmatulin
Eugene Rakhmatulin 是 NVIDIA 的首席软件工程师,专注于本地 AI 解决方案。他是 spark-vllm-docker 的创建者,这是一个开源项目,可简化使用 vLLM 在 NVIDIA DGX Spark 上部署和运行大型语言模型,同时支持单机系统和集群。凭借在软件开发、系统架构和技术领导方面三十年的经验,他曾在初创公司、非营利组织和跨国公司构建软件平台并领导工程团队。 查看 Eugene Rakhmatulin 的所有文章 Avatar photo 关于 Manini Sharma
Manini Sharma 是 NVIDIA 的高级产品经理,负责 NVIDIA RTX Spark 台式机和 DGX Spark。她拥有超过二十年的经验,涵盖产品管理、产品营销和软件工程,曾主导多款旗舰芯片和平台产品从概念走向市场。她将深厚的技术功底与商业战略相结合,推动产品增长,并交付能引起开发者和客户共鸣的平台。 查看 Manini Sharma 的所有文章 Avatar photo 关于 Prerit Rodney
Prerit Rodney 是 NVIDIA 的高级软件工程师,专注于本地 AI 系统以及 NVIDIA DGX Spark、DGX Station 和 RTX 上的体验。他拥有为不同生态系统设计和开发操作系统及应用软件的背景。他曾主导多个技术项目,并在多个领域提升了系统和运营效率。 查看 Prerit Rodney 的所有文章

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