NVIDIA เปิด 2 เส้นทางเขียน GPU Kernel ด้วย Rust

NVIDIA($NVDA) เปิดเผย 2 เส้นทางสำหรับเขียน GPU Kernel ด้วย Rust จากเดิมที่นักพัฒนาสามารถเรียกใช้ CUDA Kernel ผ่าน Rust ได้ แต่ตัว Kernel ยังต้องเขียนด้วยภาษาอื่น เช่น CUDA C++ เป็นหลัก

NVIDIA เปิดตัวโครงการพัฒนา CUDA บน Rust ได้แก่ cuda-oxide และ cutile-rs ผ่านบล็อกเทคนิคเมื่อวันที่ 8 กันยายน ทั้งสองโครงการเชื่อมโค้ด Rust เข้ากับ Kernel ที่ทำงานบน GPU และรองรับการคอมไพล์เป็น PTX ซึ่งเป็นภาษาระดับต่ำสำหรับ GPU ของ NVIDIA

GPU Kernel คือโค้ดคำนวณที่ทำงานโดยตรงบน GPU โดย NVIDIA ระบุว่า Rust อาจช่วยลดช่องว่างระหว่างซอฟต์แวร์ระบบ AI กับการประมวลผลบน GPU

cuda-oxide รองรับโมเดลการเขียนโปรแกรมแบบ SIMT ของ CUDA นักพัฒนาจะเขียนงานที่แต่ละเธรดต้องทำ ขณะที่ GPU นำงานดังกล่าวไปประมวลผลพร้อมกันหลายเธรด นอกจากนี้ยังสามารถควบคุมเธรดและหน่วยความจำที่ใช้ร่วมกันได้โดยตรง

ส่วน cutile-rs รองรับโมเดลการเขียนโปรแกรมแบบ Tile นักพัฒนาจะเขียนการคำนวณเป็นบล็อกข้อมูล ขณะที่คอมไพเลอร์จะเป็นผู้กำหนดการจัดวางเธรดและโครงสร้างหน่วยความจำ

NVIDIA แนะนำให้พิจารณาโมเดล Tile เป็นลำดับแรก เนื่องจากช่วยลดการปรับแต่งรายละเอียดตามสถาปัตยกรรมแต่ละรุ่น อย่างไรก็ตาม หากจำเป็นต้องควบคุมเธรดและหน่วยความจำที่ใช้ร่วมกันโดยตรง โมเดล SIMT ยังเหมาะสมกว่า

จุดสำคัญของทั้งสองโครงการคือการนำกฎการครอบครองหน่วยความจำของ Rust มาใช้กับการประมวลผลบน GPU โค้ดที่ทำให้หลายเธรดจัดการหน่วยความจำเดียวกันผิดพลาด หรือใช้บัฟเฟอร์เอาต์พุตเดียวกันเป็นทั้งอินพุตและเอาต์พุต อาจถูกตรวจพบเป็นข้อผิดพลาดระหว่างการคอมไพล์ก่อนเริ่มทำงาน

ปัจจุบัน cuda-oxide ยังอยู่ในระยะอัลฟาเริ่มต้น ต้องใช้ชุดเครื่องมือ Rust รุ่น nightly ที่กำหนดไว้ และยังต้องใช้โค้ด unsafe เมื่อต้องการใช้งานหน่วยความจำที่ใช้ร่วมกัน

ด้าน cutile-rs ทำงานบน Rust รุ่นเสถียร และถูกนำไปใช้กับเครื่องมืออนุมาน Grout ของ Hugging Face รวมถึง mistral.rs แล้ว อย่างไรก็ตาม API อาจมีการเปลี่ยนแปลง และขอบเขตการรองรับยังไม่สมบูรณ์

อังกิต พาเทล(Ankit Patel) รองประธานฝ่ายระบบนิเวศนักพัฒนาของ NVIDIA กล่าวว่าบริษัทจะสนับสนุนนักพัฒนา Rust ให้สร้างแอปพลิเคชันบนแพลตฟอร์ม CUDA ตั้งแต่ CPU ไปจนถึง GPU ทิศทางดังกล่าวสะท้อนความพยายามขยายการใช้งาน Rust ให้ครอบคลุมทั้งแพลตฟอร์ม มากกว่าการจำกัดอยู่เฉพาะ CUDA Kernel

เมื่อวันที่ 9 กันยายน NVIDIA ได้เข้าเป็นสมาชิกระดับ Platinum ของ Rust Foundation ร่วมกับ Solana Foundation โดย Rust Foundation ประกาศการเข้าร่วมของทั้งสององค์กรในพิธีเปิดงาน RustConf 2026

ค่าสมาชิกระดับ Platinum อยู่ที่ 325,000 ดอลลาร์ต่อปี(ประมาณ 448.83 ล้านวอน) และมาพร้อมที่นั่งในคณะกรรมการ Rust Foundation ระบุว่า Rust มีบทบาทสำคัญทั้งในระบบนิเวศ Solana และโครงสร้างพื้นฐาน AI

การประกาศครั้งนี้แสดงให้เห็นว่าไม่เพียงประสิทธิภาพของ GPU เท่านั้น แต่ภาษาโปรแกรมและระบบนิเวศเครื่องมือก็มีผลต่อความสามารถในการแข่งขันของ CUDA เช่นกัน NVIDIA จึงนำเสนอเส้นทางเชื่อมภาษาจากภายนอกเข้าสู่สภาพแวดล้อมการพัฒนา CUDA แทนการปล่อยให้แยกเป็นระบบนิเวศต่างหาก

ก่อนหน้านี้ แพ็กเกจโอเพนซอร์สที่ทำให้ CUDA ทำงานบนการ์ดจอ AMD สามารถตรวจสอบความเข้ากันได้บนฮาร์ดแวร์และไลบรารีที่จำกัดเท่านั้น การประกาศครั้งนี้จึงเป็นอีกกรณีที่ NVIDIA ขยายทางเลือกด้านภาษาในการพัฒนาภายในระบบนิเวศ CUDA ของตนเอง โดยแยกจากการขยายความเข้ากันได้ของฮาร์ดแวร์

ขณะนี้ CUDA Rust ยังไม่ใช่เครื่องมือสำเร็จรูปที่พร้อมนำไปใช้กับบริการเชิงพาณิชย์ได้ทันที อย่างไรก็ตาม การขยายภาษาสำหรับเขียน GPU Kernel ไปสู่ Rust ได้เพิ่มทางเลือกให้นักพัฒนาโครงสร้างพื้นฐาน AI และบล็อกเชนที่ต้องการเข้าถึงสภาพแวดล้อม CUDA