জানুন কীভাবে NVIDIA GPU ও CUDA অ্যাক্সেলারেটেড কম্পিউটিংকে সম্ভব করেছে, এবং আজকের এআই ইনফ্রাস্ট্রাকচার—চিপ, নেটওয়ার্কিং ও সফটওয়্যার—কিভাবে আধুনিক প্রযুক্তিকে চালায়।
অ্যাক্সেলারেটেড কম্পিউটিং একটা সহজ ধারণা: সাধারণ-উদ্দেশ্য CPU-কে প্রতিটি কাজ করতে বলার বদলে, ভারী ও পুনরাবৃত্তিমূলক অংশগুলোকে একটি বিশেষায়িত প্রসেসরে (সাধারণত GPU) অর্পণ করা—যা সেই কাজগুলো অনেক দ্রুত ও দক্ষভাবে করতে পারে।
CPU ছোট মিশ্র কাজ পরিচালনায় দুর্দান্ত—অপারেটিং সিস্টেম চালানো, অ্যাপ সমন্বয় করা, সিদ্ধান্ত নেওয়া। আর GPU রকমের অনেক গণনা একসঙ্গে করতে তৈরি। যখন কোনো ওয়ার্কলোডকে হাজার (বা মিলিয়ন) সমান্তরাল অপারেশনে ভাগ করা যায়—যেমন বড় ম্যাট্রিক্স গুণ করা বা বিশাল ব্যাচ ডেটার ওপর একই ম্যাথ প্রয়োগ করা—তখন GPU একটি “অ্যাক্সেলারেটর” হিসেবে থ্রুপুট অনেক বাড়িয়ে দেয়।
গেমগুলো GPU-কে জনপ্রিয় করেছে, কিন্তু একই প্যারালাল গাণিতিক প্যাটার্ন আধুনিক কম্পিউটিংয়ের অনেক জায়গায় দেখা যায়:
এই কারণেই অ্যাক্সেলারেটেড কম্পিউটিং কনজিউমার পিসি থেকে ডেটা সেন্টারে এসে গেছে। এটা কেবল “দ্রুত চিপ” নয়—এটি এমন কাজসমূহকে সময়, খরচ ও শক্তি দ্বারা বাস্তবসিদ্ধ করে যা আগে অনানুষ্ঠানিক ছিল।
যখন মানুষ বলে “NVIDIA-এর অ্যাক্সেলারেটেড কম্পিউটিং স্ট্যাক,” তাঁরা সাধারণত তিনটি স্তরকে বোঝান যেগুলো মিলে কাজ করে:
এই গাইডের শেষে আপনি GPU বনাম CPU-এর সোজা মানসিক মডেল, কেন এআই GPU-তে ভাল মানায়, CUDA আসলে কীভাবে কাজ করে, এবং বাস্তব স্কেলিংয়ের জন্য GPU ছাড়াও আর কী কী দরকার—এসব বিষয়ে পরিষ্কার ধারণা পাবেন।
একটা CPU-কে ভাবুন ছোট দল দক্ষ বিশেষজ্ঞদের মতো। তাদের সংখ্যা বেশি নয়, কিন্তু প্রত্যেক জন সিদ্ধান্ত নিতে, দ্রুত টাস্ক পরিবর্তন করতে, এবং জটিল শাখনির্ভর লজিক সামলাতে চতুর।
অন্যদিকে GPU হল শত বা হাজারখানিক সক্ষম সহকারী। প্রত্যেক সহকারীর ক্ষমতা হয়তো বিশেষজ্ঞের মতো জটিল নয়, কিন্তু একসঙ্গে তারা অনেক অনুরূপ কাজ দ্রুত শেষ করতে পারে।
CPU নিয়ন্ত্রণ ও সমন্বয়ে চমৎকার: OS চালানো, ফাইল ম্যানেজ করা, নেটওয়ার্ক অনুরোধ সামলানো, এবং শাখনির্ভর কোডপাথ এক্সিকিউট করা। এগুলো ধারাবাহিক লজিকের জন্য উপযোগী—ধাপ 1, তারপর ধাপ 2, তারপর ধাপ 3—বিশেষত যখন প্রতিটি ধাপ পূর্ববর্তীটির উপর নির্ভর করে।
GPU তখনই উজ্জ্বল যখন একই অপারেশন অনেক ডেটা পিসে সমান্তরালভাবে প্রয়োগ করতে হয়। এক কোর বারবার কাজ করার বদলে, বহু কোর একই সঙ্গে কাজ করে।
সাধারণ GPU-ফ্রেন্ডলি ওয়ার্কলোডের মধ্যে রয়েছে:
অধিকাংশ বাস্তব সিস্টেমে GPU CPU-কে বদলে দেয় না—বরং পরিপূরক রূপে কাজ করে।
CPU সাধারণত অ্যাপ্লিকেশন চালায়, ডেটা প্রস্তুত করে, এবং কাজ সমন্বয় করে। GPU ভারী প্যারালাল গণনা করে। এজন্যই আধুনিক AI সার্ভারে শক্তিশালী CPU থাকে: ভাল সমন্বয় ছাড়া সহকারীরা (GPU কোর) অপেক্ষা করে থাকতে পারে।
GPU শুরুতে পিক্সেল ও 3D সিন দেখা জন্য বিশেষায়িত ছিল। 1990-এর শেষভাগ ও 2000 সালের প্রথম দিকে NVIDIA ও অন্যান্যরা শেডিং ও জ্যামিতি দ্রুততর করতে আরও প্যারালাল ইউনিট বাড়াল। গবেষকরা দেখলেন গ্রাফিক্স ছাড়া অনেক নন‑গ্রাফিক্স সমস্যা একই অপারেশন বহুবার চালানোতে নেমে আসে—ঠিক যেটা গ্রাফিক্স পাইপলাইন করতে তৈরি।
সংক্ষিপ্ত টাইমলাইন:
গ্রাফিক্স ওয়ার্কলোড বহুলাংশে লিনিয়ার আলজেব্রায় নির্ভর করে: ভেক্টর, ম্যাট্রিক্স, ডট প্রোডাক্ট, কনভলিউশন, এবং প্রচুর গুণ-যোগ অপারেশন। বৈজ্ঞানিক কম্পিউটিংও একই বিল্ডিং ব্লক ব্যবহার করে (উদাহরণ: সিমুলেশন, সিগন্যাল প্রসেসিং), এবং আধুনিক ML বিশেষ করে এইগুলো—বিশেষত ডেন্স ম্যাট্রিক্স গুণ ও কনভলিউশন।
মূল মিল হচ্ছে প্যারালালিজম: অনেক ML টাস্ক বড় ব্যাচে (পিক্সেল, টোকেন, ফিচার) সমান অপারেশন প্রয়োগ করে। GPU হাজার হাজার একই রকম থ্রেড দক্ষভাবে চালাতে ডিজাইন করা, তাই CPU-র তুলনায় অনেক বেশি অ্যারিথমেটিক প্রতি সেকেন্ডে করতে পারে এই ধরণের প্যাটার্নে।
NVIDIA-র প্রভাব শুধু দ্রুত চিপই নয়; এটি GPU-কে প্রতিদিনের ডেভেলপারদের জন্য ব্যবহারযোগ্য করে তোলা। CUDA GPU প্রোগ্রামিংকে সহজ করেছে, এবং লিনিয়ার আলজেব্রা, নিউরাল নেট লাইব্রেরি ও ডেটা প্রসেসিংয়ের অপ্টিমাইজড রুটিন গড়ে উঠলে কাস্টম কের্নেল লেখার প্রয়োজন কমে যায়।
আরও টিম GPU-অ্যাক্সেলারেটেড প্রোডাক্ট লঞ্চ করলে ইকোসিস্টেম নিজেই শক্তিশালী হয়: বেশি টিউটোরিয়াল, উন্নত টুলিং, অভিজ্ঞ প্রকৌশী, এবং ফ্রেমওয়ার্ক সাপোর্ট—যা পরবর্তী দলের জন্য GPU গ্রহণ করা সহজ করে।
একটি শক্তিশালী GPU তখনই কার্যকর যদি ডেভেলপাররা নির্ভরযোগ্যভাবে বলতে পারে কী করতে হবে। CUDA (Compute Unified Device Architecture) NVIDIA-র প্রোগ্রামিং প্ল্যাটফর্ম যা GPU-কে একটি বাস্তব কম্পিউট টার্গেটের মতো অনুভব করায়, কেবল গ্রাফিক্স অ্যাড‑অন নয়।
CUDA দুটি বড় কাজ করে:
এই স্তর ছাড়া প্রতিটি দলকে প্রতিটি নতুন চিপ জেনারেশনের জন্য নিচু স্তরের GPU প্রোগ্রামিং, পারফরম্যান্স টিউনিং, এবং মেমরি ম্যানেজমেন্ট পুনরায় আবিষ্কার করতে হত।
CUDA-তে আপনি একটি কর্নেল লিখেন, যা মূলত একটি ফাংশন যা বহুবার একসঙ্গে চালানোর জন্য। CPU-র মতো একবার কল করার বদলে আপনি এটিকে হাজার বা মিলিয়ন হালকা ওজনের থ্রেড-এ লঞ্চ করেন। প্রতিটি থ্রেড ছোট একটি কাজ সামাল দেয়—যেমন একটি পিক্সেল, একটি ম্যাট্রিক্সের সারি, বা নেটওয়ার্কের একটি অংশ।
মূল ধারণা: আপনার সমস্যাকে যদি অনেক অনুরূপ স্বাধীন টাস্কে কাটা যায়, CUDA সেগুলোকে GPU-র অনেক কোরে দক্ষভাবে শিডিউল করতে পারে।
অধিকাংশ মানুষ কাঁচা CUDA লিখে না—এটি সাধারণত তাদের ব্যবহৃত টুলগুলোর নিচে থাকে:
এই কারণেই “CUDA সাপোর্ট” প্রায়ই AI ইনফ্রা প্ল্যানিং-এ একটি চেকবক্স: এটি নির্ধারণ করে আপনার স্ট্যাক কোন অপ্টিমাইজড বিল্ডিং ব্লকগুলো ব্যবহার করতে পারবে।
CUDA শক্তভাবে NVIDIA GPU-র সঙ্গে যুক্ত। এই ঘন ইন্টিগ্রেশনই এটিকে দ্রুত ও পরিণত করে—কিন্তু একই কোড অন্য হ্যার্ডওয়্যারে নিয়ে যাওয়া গেলে পরিবর্তন, বিকল্প ব্যাকএন্ড, বা আলাদা ফ্রেমওয়ার্ক লাগতে পারে।
AI মডেল জটিল দেখাতে পারে, কিন্তু ভারী কাজের অনেকটাই বিশাল পরিসরে একই গাণিতিক প্যাটার্ন বারবার চালানোর উপর নির্ভর করে।
একটি টেনসরের মানে হচ্ছে সংখ্যার মাল্টি‑ডাইমেনশনাল অ্যারে: ভেক্টর (1D), ম্যাট্রিক্স (2D), বা উচ্চ-ডাইমেনশনাল ব্লক (3D/4D+)। নিউরাল নেটে টেনসর ইনপুট, ওয়েট, মধ্যবর্তী অ্যাক্টিভেশন এবং আউটপুট উপস্থাপন করে।
কোর অপারেশন হলো এই টেনসরগুলোকে গুণ ও যোগ করা—বিশেষত ম্যাট্রিক্স গুণ (এবং সংশ্লিষ্ট কনভলিউশন)। ট্রেনিং ও ইনফারেন্স এই প্যাটার্নকে লক্ষ লক্ষ থেকে ট্রিলিয়ন বার চালায়। তাই AI পারফরম্যান্স প্রায়ই সিস্টেম কত দ্রুত ঘন গুণ-যোগ কাজ করতে পারে তা দিয়ে মাপে।
GPU-রা হাজার হাজার অনুরূপ গণনা একই সঙ্গে চালাতে তৈরিয়। CPU-র মতো কয়েকটি খুব দ্রুত কোরের বদলে, GPU-তে অনেক ছোট কোর থাকে যেগুলো বিশাল গ্রিডের অপারেশন একসাথে প্রক্রিয়া করতে পারে—যা টেনসর ও ম্যাট্রিক্স-ভিত্তিক কাজের জন্য উপযুক্ত।
আধুনিক GPU-তে এমন বিশেষায়িত ইউনিটও থাকে যেগুলো টেনসর‑ফোকাসড অপারেশনকে আরও দক্ষভাবে কার্যকর করে, ফলে ওয়াট প্রতি উচ্চ থ্রুপুট দেয়।
ট্রেনিং মডেল ওয়েট অপটিমাইজ করে। এটি সাধারণত মোট কম্পিউট এবং মেমরিতে বড় টেনসর বারবার সরানোর দ্বারা সীমাবদ্ধ।
ইনফারেন্স পূর্বাভাস প্রদান করে। এটি প্রায়ই ল্যাটেন্সি লক্ষ্য, থ্রুপুট, এবং কী দ্রুত GPU-কে ডেটা খাওয়ানো যায় সেখানেই সীমাবদ্ধ—GPU-চক্র নষ্ট না করাই মূল লক্ষ্য।
এআই টিমরা যতটুকু খেয়াল করে:
আধুনিক “GPU সার্ভার” বাইরের দিক থেকে একটি সাধারণ সার্ভারের মতো দেখলেও, ভিতরে এটি এক বা একাধিক হাই‑পাওয়ার অ্যাক্সেলরেটর কার্ডকে যত দ্রুত সম্ভব ডেটা খাওয়াতে সাজানো থাকে।
প্রতিটি GPU-র নিজস্ব হাই‑স্পিড মেমরি থাকে—VRAM। অনেক এআই কাজ ব্যর্থ হয় না কারণ GPU “ধীর”—বরং ব্যর্থ হয় কারণ মডেল, অ্যাক্টিভেশন, এবং ব্যাচ সাইজ VRAM-এ ফিট করে না।
এ কারণেই আপনি “80GB GPU” বা “কত টোকেন ফিট করে” ধরনের কথাবার্তা শুনবেন। VRAM ফুরিয়ে গেলে আপনাকে ছোট ব্যাচ, কম প্রিসিশন, মডেল শার্ডিং, বা বেশি/বড়‑মেমরির GPU-তে যেতে হবে।
একই বক্সে একাধিক GPU রাখলে সাহায্য করে, কিন্তু স্কেলিং নির্ভর করে GPU-গুলোর কতটা যোগাযোগ করতে হবে তার উপর। কিছু ওয়ার্কলোড প্রায় লিনিয়ারভাবে স্কেল করে; অন্যান্য ক্ষেত্রে সিঙ্ক্রোনাইজেশন ও VRAM ডুপ্লিকেশন বা ডেটা-লোডিং বটলনেকের কারণে সীমা আসে।
হাই‑এন্ড GPU প্রতিটি কয়েকশ ওয়াট টানা করতে পারে। 8‑GPU সার্ভার "নর্মাল" র্যাক সার্ভারের বদলে রুম‑হিটার-এর মতো আচরণ করতে পারে। এর ফলে:
একটি GPU বক্স কেবল "GPU যুক্ত সার্ভার" নয়—এটি এমন একটি সিস্টেম যা অ্যাক্সেলরেটরগুলোকে পুরো গতিতে খাওয়ানো, ঠান্ডা রাখা এবং দ্রুত যোগাযোগ রাখতে ডিজাইন করা।
একটি GPU তখনই দ্রুত যখন চারপাশের সিস্টেমও দ্রুত। "একটি শক্তিশালী সার্ভার" থেকে "অনেক GPU একসঙ্গে কাজ করছে"-এ গেলে সীমা প্রায়শই কাঁচা কম্পিউট থেকে ডেটা সরানোর, ফল ভাগ করে নেওয়ার, এবং সব GPU-কে ব্যস্ত রাখার দক্ষতায় চলে আসে।
সিঙ্গেল‑GPU কাজ সাধারণত লোকাল স্টোরেজ থেকে ডেটা টেনে চালায়। কিন্তু মাল্টি‑GPU ট্রেনিং (এবং অনেক ইনফারেন্স সেটআপ) ধারাবাহিকভাবে ডেটা, গ্রেডিয়েন্ট, অ্যাক্টিভেশন, মডেল প্যারামিটার ও মাঝপথের ফল বিনিময় করে। যদি এই বিনিময় ধীর হয়, GPU অপেক্ষা করে—আর আইডল GPU টাইম হচ্ছে সবচেয়ে ব্যয়বহুল।
নেটওয়ার্ক বটলনেকের দুইটি সাধারণ লক্ষণ:
সার্ভারের ভিতরে GPU-গুলো খুব দ্রুত, কম‑ল্যাটেন্সি সংযোগে যুক্ত থাকতে পারে যাতে তারা ধীর পথ পেরিয়ে না যেতে হয়। সার্ভারগুলোর মধ্যে, ডেটা সেন্টারগুলি হাই‑ব্যান্ডউইথ নেটওয়ার্ক ফ্যাব্রিক ব্যবহার করে যা ভারী লোডে পূর্বানুমেয় পারফরম্যান্স দেয়।
ধারণাগতভাবে, এটিকে দুই স্তরে ভাবুন:
এই কারণেই কেবল "GPU-সংখ্যা" জিজ্ঞেস করলেই হবে না—আপনাকে জানতে হবে সেই GPU কীভাবে কথা বলছে।
GPU ফাইলের ওপর ট্রেনিং করে না, এটি ব্যাচের স্ট্রিমে ট্রেন করে। যদি ডেটা লোডিং ধীর হয়, কম্পিউট স্টল করে। দক্ষ পাইপলাইন সাধারণত মিলিয়নগুলো কৌশল একত্রে করে:
একটি ভালো বিল্ট পাইপলাইন একই GPU-কে নাটকীয়ভাবে দ্রুত অনুভব করাতে পারে।
বাস্তব পরিবেশে অনেক টিম একই ক্লাস্টার শেয়ার করে। শিডিউলিং নির্ধারণ করে কোন জব কোন GPU পাবে, কতক্ষণ পাবে, এবং কী রিসোর্স (CPU, মেমরি, নেটওয়ার্ক) সহ। ভাল শিডিউলার "GPU স্টার্ভেশন" (জব অপেক্ষা করছে) ও "GPU ওয়েস্ট" (আলক করা কিন্তু আইডল) কমায়। এটি প্রায়শই প্রায়োরিটি কিউ, প্রিম্পশন, এবং রাইট-সাইজিং এর মতো নীতি সক্ষম করে—যা তখনই গুরুত্বপূর্ণ যখন GPU ঘন্টার বিল একটা বাজেট‑আইটেম।
হার্ডওয়্যার কেবল গল্পের অর্ধেক। NVIDIA-র সত্যিকারের সুবিধা হচ্ছে সেই সফটওয়্যার স্ট্যাক যা GPU-কে কেবল একটি দ্রুত চিপ থেকে এমন একটি প্ল্যাটফর্মে পরিণত করে, যার ওপর দলরা নির্মাণ, ডেপ্লয় এবং রক্ষণাবেক্ষণ করতে পারে।
অধিকাংশ টিম কাঁচা GPU কোড লেখে না। তারা অ্যাপ্লিকেশনগুলোকে অপ্টিমাইজড লাইব্রেরি ও SDK থেকে একত্র করে: ম্যাট্রিক্স ম্যাথ, কনভলিউশন, ভিডিও প্রসেসিং, ডেটা মুভমেন্ট—যাতে আপনি প্রোডাক্ট লজিকে ফোকাস করতে পারেন, নিচু স্তরের কের্নেল পুনরায় নির্মাণ না করে।
জনপ্রিয় ML ফ্রেমওয়ার্কগুলো (ট্রেনিং ও ইনফারেন্সের জন্য) NVIDIA-র স্ট্যাকের সঙ্গে ইন্টিগ্রেট করে যাতে যখন আপনি GPU-এ মডেল চালান, ফ্রেমওয়ার্কটা গুরুত্বপূর্ণ অপারেশনগুলোকে নিচু স্তরের অপ্টিমাইজড লাইব্রেরিগুলোর কাছে রুট করে। ইউজারের দৃষ্টিকোণ থেকে এটা লাগতে পারে একটি সহজ ডিভাইস স্যুইচ (“GPU ব্যবহার করুন”), কিন্তু ওই স্যুইচের পিছনে ফ্রেমওয়ার্ক, CUDA রানটাইম, এবং পারফরম্যান্স লাইব্রেরিগুলো একযোগে কাজ করে।
কমপক্ষে আপনাকে ম্যানেজ করতে হবে:
এখানেই অনেক প্রজেক্ট ধোঁয়াশায় পড়ে। ড্রাইভার, CUDA ভার্সন, এবং ফ্রেমওয়ার্ক রিলিজগুলোর মধ্যে কম্প্যাটিবিলিটি কন্ডিশন থাকে, এবং অসামঞ্জস্য ধীরতা থেকে ডেপ্লয়মেন্ট-বিফল পর্যন্ত অ্যান্টি ঘটাতে পারে। অনেক টিম "নোন-গুড" কম্বিনেশন এড়াতে স্টেজড রোলআউট (ডেভ → স্টেজিং → প্রোডাকশন) করে, কনটেইনারে ভার্সন পিন করে, এবং GPU সফটওয়্যার স্ট্যাককে এক প্রোডাক্টের মতো ট্রীট করে।
একবার আপনি একটি মডেল এক GPU-তে চালাতে পারলে, পরের প্রশ্ন হয় ক্যাকে দ্রুত করা বা বড় মডেল ফিট করানো। দুইটি পথ আছে: স্কেল আপ (এক মেশিনে বেশি/ভালো GPU) এবং স্কেল আউট (অনেক মেশিন একসঙ্গে কাজ করে)।
এক GPU-তে সবকিছু লোকাল: মডেল, ডেটা, এবং GPU-র মেমরি। একাধিক GPU-তে আপনি ডিভাইসের মধ্যেকার কাজ সমন্বয় শুরু করেন।
স্কেল আপ সাধারণত 2–8 GPU যুক্ত সার্ভারে যাওয়া বোঝায়, যেখানে GPU-গুলো উচ্চ-গতির লিংকে যুক্ত থাকে। এটি বড় উন্নতি হতে পারে কারণ GPU-গুলো দ্রুত ফল ভাগ করে নিতে পারে এবং একই হোস্ট CPU/স্টোরেজ শেয়ার করে।
স্কেল আউট মানে আরও সার্ভার যোগ করা এবং দ্রুত নেটওয়ার্ক দিয়ে তাদের যুক্ত করা। এভাবে ট্রেনিং রানে ডজন বা হাজার GPU-এ পৌঁছানো যায়—কিন্তু সমন্বয় এখন প্রথম শ্রেণীর চিন্তা হয়ে ওঠে।
ডেটা প্যারালেল: প্রতিটি GPU-তে পুরো মডেলের কপি থাকে, কিন্তু প্রতিটি GPU ডেটার বিভিন্ন অংশে ট্রেন করে। প্রতিটি পদক্ষেপের পরে GPU-গুলো গ্রেডিয়েন্ট বিনিময় করে আপডেট একসঙ্গে করে। শুরুতে এটি সবচেয়ে সাধারণ কারণ সহজে বোঝা যায়।
মডেল প্যারালেল: মডেলটি নিজেই GPU-গুলোর মধ্যে ভাগ করা হয় কারণ এটি একটিতে ফিট করে না বা ধীর। GPU-গুলোকে ফরওয়ার্ড ও ব্যাকওয়ার্ড পাসে কথাবার্তা করতে হয়, শুধু ধাপে শেষে নয়। এটি বড় মডেল খুলে দেয়, কিন্তু সাধারণত কমিউনিকেশন বাড়ায়।
বহু বাস্তব সিস্টেম উভয় কৌশল মিলায়: সার্ভারের ভিতরে মডেল প্যারালেল, সার্ভারগুলোর মধ্যে ডেটা প্যারালেল।
অতিরিক্ত GPU মানে আরও "কথা বলা সময়"। যদি ওয়ার্কলোড ছোট হয় বা নেটওয়ার্ক ধীর, GPU-গুলো আপডেটের অপেক্ষায় আইডল হয়ে থাকতে পারে। দুর্দমনীয়তা তখন দেখা দেয় যখন:
আপনি মাল্টি‑GPU বা ক্লাস্টারের প্রয়োজন অনুভব করতে পারেন যখন:
এই পর্যায়ে স্ট্যাক শুধু GPU নয়—দ্রুত ইন্টারকানেক্ট, নেটওয়ার্কিং, এবং শিডিউলিংও গুরুত্বপূর্ণ কারণ স্কেলিং সামঞ্জস্যের প্রশ্ন যতটা না কাঁচা কম্পিউটের।
অ্যাক্সেলারেটেড কম্পিউটিং গবেষণা ল্যাবের গোপন চাল নয়; এটি অনেক দৈনন্দিন প্রডাক্টকে তাত্ক্ষণিক, সাবলীল এবং আরও বুদ্ধিমান করে তোলে—কারণ নির্দিষ্ট ওয়ার্কলোডগুলো তখনকার চেয়ে অনেক দ্রুত চলে যখন হাজারো ছোট অপারেশন সমান্তরালে ঘটে।
অধিকাংশ ব্যবহারকারী সার্ভিং দিকটি লক্ষ্য করে: চ্যাট অ্যাসিস্ট্যান্ট, ইমেজ জেনারেটর, রিয়েল-টাইম ট্রান্সলেশন, এবং অ্যাপগুলোর ভিতরের “স্মার্ট” ফিচার। পিছনে GPU-গুলো দুই ধাপে কাজ করে:
প্রোডাকশনে এটি দ্রুত রেসপন্স, উচ্চ থ্রুপুট, এবং নির্দিষ্ট ডেটা সেন্টার বাজেটে বড়/ক্ষমতাবান মডেল চালানোর ক্ষমতা দেয়।
স্ট্রিমিং প্ল্যাটফর্ম ও ভিডিও অ্যাপসমূহ এনকোডিং, ডিকোডিং, আপস্কেলিং, ব্যাকগ্রাউন্ড রিমুভাল ও ইফেক্টের জন্য অ্যাক্সেলেশন ব্যবহার করে। ক্রিয়েটিভ টুলস টাইমলাইন প্লেব্যাক, কালার গ্রেডিং, 3D রেন্ডারিং এবং AI-চালিত ফিচারের জন্য এটি ব্যবহার করে—ফলাফল: অপেক্ষা কম এবং রিয়েল‑টাইম ফিডব্যাক বেশি।
অ্যাক্সেলারেটেড কম্পিউটিং অনেক সিমুলেশনে ব্যবহৃত যেখানে আপনি প্রচুর গ্রিড বা কণার ওপর একই ম্যাথ 반복 করেন: আবহাওয়া ও ক্লাইমেট মডেল, CFD, মলিকিউলার ডাইনামিক্স, এবং ডিজাইন যাচাই। শর্টার সিমুলেশন চক্র দ্রুত R&D, বেশি ডিজাইন ইটারেশন, এবং উন্নত ফলাফল এনে দেয়।
রেকমেন্ডেশন, সার্চ র্যাংকিং, অ্যাড অপটিমাইজেশন, ও ফ্রড ডিটেকশন প্রায়ই বড় ইভেন্ট স্ট্রিম দ্রুত প্রক্রিয়া করতে হয়। GPU কিছু ফিচার প্রসেসিং ও মডেল এক্সিকিউশন ত্বরান্বিত করে যাতে সিদ্ধান্তগুলো ব্যবহারকারী পেজে থাকা অবস্থায়ই নেওয়া যায়।
সব কাজ GPU-এ রাখাই যুক্তিযুক্ত নয়। যদি আপনার ওয়ার্কলোড ছোট, শাখনির্ভর, বা সিরিয়াল লজিকে প্রধান হয়, CPU সম্ভবত সহজ ও সস্তা সমাধান। অ্যাক্সেলারেটেড কম্পিউটিং তখনই উজ্জ্বল যখন আপনি অনেক একই ধরনের গাণিতিক কাজ একসাথে চালাতে পারেন—অথবা ল্যাটেন্সি ও থ্রুপুট সরাসরি প্রডাক্ট এক্সপেরিয়েন্স নির্ধারণ করে।
একটি বাস্তব ব্যাবহারিক টিপ: এখন অনেক টিমের কাছে প্রশ্ন আর হচ্ছে “আমরা CUDA লিখতে পারি কি না?” নয়, বরং “কিভাবে অ্যাপ শিপ করে নিরাপদভাবে ইটারেট করব?”। এমন প্ল্যাটফর্ম যেমন Koder.ai এখানে কার্যকর: চ্যাট-ড্রিভেন ওয়ার্কফ্লো দিয়ে আপনি ওয়েব/ব্যাক‑এন্ড/মোবাইল অ্যাপ প্রোটোটাইপ ও শিপ করতে পারেন, তারপর প্রয়োজন হলে GPU-ব্যাকড ইনফারেন্স সার্ভিস ইন্টিগ্রেট করতে পারেন—সারা ডেলিভারি পাইপলাইন বদলে না করে।
AI-র জন্য “একটি GPU” কেনা মানে আপনি একটি ছোট প্ল্যাটফর্ম কেনা: কম্পিউট, মেমরি, নেটওয়ার্কিং, স্টোরেজ, পাওয়ার, কুলিং, এবং সফটওয়্যার সাপোর্ট। আগে কিছু কাঠামো থাকলে বড় চমক এড়ানো যায়।
আপনি সাধারণত প্রথমে ভাববেন কি চালাবেন—ট্রেনিং, ফাইন-টিউনিং, না ইনফারেন্স—এবং পরবর্তী ১২–১৮ মাসে কী মডেল সাইজ আশা করেন।
এক শক্তিশালী GPU মিলানো বক্সে খারাপ হলে ঠিকঠাক কাজ নাও করতে পারে। সাধারণ লুকানো খরচ:
হাইব্রিড অ্যাপ্রোচ কমন: অন‑প্রিমে বেসলাইন, ক্লাউডে পিক ট্রেনিং রানের জন্য বার্থ।
ভেন্ডর বা অভ্যন্তরীণ প্ল্যাটফর্ম টিমকে জিজ্ঞেস করুন:
উত্তরগুলোকে পণ্যের অংশ হিসেবে বিবেচনা করুন: কাগজে সেরা GPUই সর্বোৎকৃষ্ট প্ল্যাটফর্ম নয় যদি আপনি সেটি চালাতে, কুল করতে বা ডেটা সরবরাহ করতে না পারেন।
অ্যাক্সেলারেটেড কম্পিউটিং দক্ষিণ মজবুত সুবিধা দিলেও এটা “মুক্ত পারফরম্যান্স” নয়। GPU, সফটওয়্যার, এবং অপারেশন ঘিরে আপনার করা পছন্দগুলো দীর্ঘমেয়াদী সীমাবদ্ধতা তৈরি করতে পারে—বিশেষত যখন একটি দল কোনো স্ট্যাকে স্ট্যান্ডার্ড হয়।
CUDA এবং NVIDIA-র লাইব্রেরি ইকোসিস্টেম টিমকে দ্রুত ফল দেয়, কিন্তু একই সুবিধা পোর্টেবিলিটি কমিয়ে দিতে পারে। CUDA-নির্ভর কের্নেল, মেমরি প্যাটার্ন বা প্রোপাইটারি লাইব্রেরি যা কোডে গাঁথা থাকে, তা অন্য অ্যাক্সেলরেটে স্থানান্তর করলে বড় পুনর্লিখন লাগতে পারে।
বাস্তব উপায় হচ্ছে “বিজনেস লজিক” ও “অ্যাক্সেলরেটর লজিক” আলাদা রাখা: মডেল কোড, ডেটা প্রিপ্রসেসিং, ও অর্কেস্ট্রেশন যতটা সম্ভব পোর্টেবল রাখুন, এবং কাস্টম GPU কের্নেলগুলো পরিষ্কার ইন্টারফেসের পিছনে আলাদা করুন। যদি পোর্টেবিলিটি গুরুত্বপূর্ণ হয়, তত্ক্ষণাত না হলেও প্রথম পর্যায়ে অন্তত একটি বিকল্প পথ যাচাই করে দেখুন যাতে সুইচিং কস্ট বোঝা যায়।
GPU সরবরাহ অনিশ্চিত হতে পারে, এবং দাম চাহিদার সঙ্গে ওঠানামা করে। মোট খরচ কেবল হার্ডওয়্যার নয়: পাওয়ার, কুলিং, র্যাক স্পেস, ও স্টাফ‑টাইমও বড় অংশ গঠন করে।
শক্তি একটি প্রধান সীমা। দ্রুত ট্রেনিং ভাল, কিন্তু যদি সেটি শক্তি দ্বিগুণ করে এবং টাইম‑টু‑রেজাল্ট না বাড়ায়, আপনি বেশি খরচ করে কম আয় পেতে পারেন। কস্ট‑পার‑রান, টোকেন‑পার‑জুল, এবং ইউটিলাইজেশন মত মেট্রিক ট্র্যাক করুন—শুধু "GPU ঘন্টা" নয়।
যখন বহু টিম GPU শেয়ার করে, মৌলিক হাইজিন গুরুত্বপূর্ণ: শক্ত টেন্যান্সি বাউন্ডারি, অডিটেড অ্যাক্সেস, প্যাচড ড্রাইভার, এবং মডেল/ডেটাসেটের যত্নশীল হ্যান্ডলিং। প্ল্যাটফর্মে সমর্থিত আইসোলেশন প্রিমিটিভ (কনটেইনার/VM, প্রতি‑জব ক্রেডেনশিয়াল, নেটওয়ার্ক সেগমেন্টেশন) পছন্দ করুন এবং GPU নোডগুলোকে উচ্চ-মুল্যসম্পদ হিসেবে ট্রীট করুন—কারণ বাস্তবে তারা তেমনই।
তিনটি ক্ষেত্রে উন্নতি আশা করুন: উন্নত দক্ষতা (পারফরম্যান্স প্রতি ওয়াট), GPU ও নোডের মধ্যে দ্রুত নেটওয়ার্কিং, এবং অপারেশনাল ঘর্ষণ কমানোর জন্য আরও পরিণত সফটওয়্যার স্তর (প্রোফাইলিং, শিডিউলিং, পুনরুত্পাদনযোগ্যতা, এবং নিরাপদ মাল্টিটেন্যান্সি)।
অ্যাক্সেলারেটেড কম্পিউটিং গ্রহন করলে, এক বা দুইটি প্রতিনিধিত্বমূলক ওয়ার্কলোড দিয়ে শুরু করুন, এন্ড‑টু‑এন্ড কস্ট ও ল্যাটেন্সি মাপুন, এবং পোর্টেবিলিটি অনুমানগুলি ডকুমেন্ট করুন। তারপর একটি ছোট “গোল্ডেন পাথ” (স্ট্যান্ডার্ড ইমেজ, ড্রাইভার, মনিটরিং, এবং অ্যাক্সেস কন্ট্রোল) তৈরির পর স্কেল করুন।
সম্পর্কিত পরিকল্পনার জন্য দেখুন /blog/choosing-gpus-and-platforms এবং /blog/scaling-up-and-scaling-out।
অ্যাক্সেলারেটেড কম্পিউটিং মানে হচ্ছে “ভারি, পুনরাবৃত্তিমূলক গণিত” একটি বিশেষায়িত প্রসেসরে (সাধারণত GPU) চালানো, যাতে সাধারণ-উদ্দেশ্য CPU সবকিছু করতে বাধ্য না করা হয়।
প্রকটভাবে, CPU অ্যাপ্লিকেশন এবং ডেটা ফ্লো সমন্বয় করে, আর GPU একই ধরনের অনেক অপারেশন একসাথে দ্রুতভাবে সম্পাদন করে (উদাহরণ: ম্যাট্রিক্স গুণ)।
CPU কন্ট্রোল ফ্লো-এ অপ্টিমাইজড: অনেক শাখা, টাস্ক-সুইচিং, এবং অপারেটিং সিস্টেম চালানো।
GPU থ্রুপুটের জন্য অপ্টিমাইজড: একই অপারেশন বড় পরিমাণ ডেটায় একসাথে প্রয়োগ করা। অনেক এআই, ভিডিও এবং সিমুলেশন আরও ডেটা-প্যারালাল প্যাটার্নে মানায়, তাই GPU সেই অংশগুলোতে অনেকগুণ দ্রুত হতে পারে।
না—বেশিরভাগ বাস্তব সিস্টেমে উভয়ই ব্যবহার করা হয়।
যদি CPU, স্টোরেজ, বা নেটওয়ার্কিং যথাযথ না থাকে, GPU নিষ্ক্রিয় থাকবে এবং প্রত্যাশিত গতি পাওয়া যাবে না।
সাধারণত তিনটি স্তরকে বোঝায়:
CUDA হল NVIDIA-র সফটওয়্যার প্ল্যাটফর্ম যা ডেভেলপারদের NVIDIA GPU-তে সাধারণ‑উদ্দেশ্য গণনা চালাতে দেয়।
এটি প্রোগ্রামিং মডেল (কর্নেল/থ্রেড), কম্পাইলার টুলচেইন, রানটাইম, এবং ড্রাইভারসহ বড় লাইব্রেরি ইকোসিস্টেম সম্বলিত—অর্থাৎ বেশিরভাগ সাধারণ অপারেশনের জন্য সাধারণত কাঁচা CUDA লিখতে হয় না।
একটি কর্নেল হচ্ছে এমন একটি ফাংশন যা একই সঙ্গে বহুবার চালানোর জন্য লেখা।
আপনি এটিকে CPU-র মতো একবার কল না করে, হাজার হাজার বা মিলিয়ন বার চালু করেন—প্রতিটি থ্রেড ছোট একটি কাজ (একটি এলিমেন্ট, একটি পিক্সেল, একটি সারি ইত্যাদি) বিশ্লেষণ করে। GPU সেগুলো তার অনেক কোরে সূক্ষ্মভাবে সময়সীমায় শিডিউল করে থ্রুপুট বাড়ায়।
অতিমূল্য কাজগুলো টেনসর-গণিতে রূপায়িত হয়—বিশেষ করে ঘন গুণ-যোগ প্যাটার্ন (ম্যাট্রিক্স গুণ এবং কনভলিউশন)।
GPU-র আর্কিটেকচার লক্ষ সংখ্যক সাদৃশ অপারেশন একসাথে চালানোর জন্য ডিজাইন করা, এবং আধুনিক GPU-তে টেনসর-ফোকাসড ইউনিটগুলো এই গুণ-যোগ প্যাটার্নকে ওয়াট প্রতি আউটপুটে আরও দক্ষভাবে প্রসেস করে।
ট্রেনিং সাধারণত মোট কম্পিউট এবং বড় টেনসরগুলো মেমরির মধ্যে বারংবার সরানোর কারণে সীমাবদ্ধ।
ইনফারেন্স প্রায়ই ল্যাটেন্সি টার্গেট, থ্রুপুট, এবং ডেটা মুভমেন্ট দ্বারা সীমাবদ্ধ—GPU-কে ধারাবাহিকভাবে ব্যস্ত রাখাটা ও রেসপন্স টাইম মেইনটেইন করা প্রধান চ্যালেঞ্জ।
ব্যাচিং, কোয়ান্টাইজেশন, এবং পাইপলাইন অপ্টিমাইজেশন ট্রেনিং ও ইনফারেন্সে আলাদা কৌশল প্রয়োজন হতে পারে।
কারণ VRAM নির্ধারণ করে GPU তে একসাথে কী থাকতে পারে: মডেল ওয়েট, অ্যাক্টিভেশন, এবং ব্যাচ ডেটা।
VRAM শেষ হলে সাধারণত আপনাকে:
অনেকে কাঁচা কম্পিউটের আগে মেমরি সীমায় আটকে পড়ে।
শীর্ষের কাগজে থাকা GPU-বিশেষত ক্ষমতাসম্পন্ন GPU-ও অনুপযুক্ত বক্সে খারাপ পারফর্ম করতে পারে। মূল্যায়ন করতে হবে পুরো প্ল্যাটফর্ম:
পোস্টের চেকলিস্ট অংশটি ভালো শুরু পয়েন্ট; এছাড়া /blog/choosing-gpus-and-platforms এবং /blog/scaling-up-and-scaling-out লিংকগুলো দেখতে পারেন।
