技术极客利用电压毛刺黑客手段，将 2,500 美元的 Nvidia 8GB 挖矿 GPU 改造成价值 20,000 美元、配备 80GB VRAM 的完整版 A100
对于希望搭建本地 AI 集群的技术爱好者而言，除了购买 DGX Spark 或 Apple Mac Studio 等官方设备外，通过改造二手数据中心 GPU 正成为一种极具吸引力的低成本方案。随着 CMPunlocker 软件的流行，针对 Nvidia CMP-170HX 显卡的功能解锁已不再罕见。近期，一位名为凯特（Kate）的技术极客更进一步，利用电压故障注入（voltage glitching）技术突破了硬件层面的剩余限制，成功将一张售价仅 2,500 美元、配备 8GB VRAM 的 CMP-170HX 挖矿卡，改造为性能超越市价 20,000 美元、拥有 80GB VRAM 的完整版 Nvidia A100 GPU。
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这一被称为“沃尔特-mod”的项目由凯特在 GitHub 上公开。其灵感源自一篇关于利用 GA100 芯片微码的论文。凯特将研究重点转向了通常受到严格保护的机载保险丝控制器（eFuse controller）。尽管很少被公众讨论，但 eFuse 已成为大多数 CPU 和 GPU 的核心组件。在工厂生产阶段，eFuse 用于物理断开芯片内部连接，从而屏蔽部分功能，使同一晶圆上的芯片能够作为不同规格的低端模型出售。
从原理上看，GA100 核心实际上集成了所有对应的 HBM2e 显存模块，但在出厂时部分模块被禁用。例如，基于 GA100 变体的 80GB 版本保留了全部容量，而 10GB 版本的 CMP-170HX 则源自被屏蔽了大部分显存的 40GB GA100 芯片。
Nvidia 的这类显卡配备了复杂的 eFuse 控制器，包含一个 512 x 32 数组中的 16384 个保险丝，用于读取卡的当前配置。几乎每个组件都有对应的保险丝控制，包括 VRAM 分区、流多处理器（SM）、PCIe 4.0 通道、NVLink 接口以及视频编解码器硬件。凯特指出，Nvidia 在这一设计环节存在安全漏洞。
通常情况下，用户无法打开或“写入”这些保险丝状态。凯特借助 GPT-6 Astra 设计了一款基于成本仅为 8 美元的 STM32G4 微控制器的简易电路板。该电路板拦截发送至显卡电压调节器（VRM）的 PWMVID 信号——这是 Nvidia 的一种标准通信协议。通过强制 VRM 在供电线路上产生特定的电压故障，凯特成功干扰了位于那里的保险丝控制器。
原本只能读取的保险丝控制器被设置为允许写入的状态。一旦进入该模式，重新配置显卡参数便成为可能。由于涉及的是物理保险丝，这种修改是不可逆的，没有“取消”选项。
经过多个工作负载的测试，凯特发现她手中的 9 张改装卡中有 8 张成功实现了 80GB VRAM 的全容量运行，另一张则可用容量为 64GB。更令人意外的是，解锁所有被屏蔽的 SM 后，该卡的 FP16FMA 性能比普通 A100 高出 20%。凯特推测，这是因为 GA100 模具原生设计拥有 128 个 SM，为了应对制造缺陷才在规格表中定为 108 个，而实际可用的完整核心可能拥有 120 个或更多 SM。
虽然 CMPUnlocker 软件可以启用驱动程序支持的新功能，但它无法释放显卡的全部潜力：VRAM 上限仍受限于 40-64GB，大量 SM 保持锁定，PCIe 带宽仅能运行在 2.0 模式，且缺乏 ECC 纠错、NVLink 互联或多实例 GPU（MIG）支持，而这些特性对于服务器环境至关重要。
相比之下，凯特通过硬件改造实现的显卡能够以 PCIe 4.0 全速运行，并具备完整的功能集。尽管她未测试视频编码器相关位点的解锁情况，但对于追求计算性能的用途而言，这并非关键因素。
在成本效益方面，目前 CMP-170HX 8GB 版本的市场价格约为 3,000 美元，10GB 版本约为 2,500 美元。而市面上满血版的 Nvidia A100 80GB PCIe 显卡价格高达 20,000 美元甚至更高。虽然 SXM 服务器模块版本价格较低，但需要昂贵的配套基础设施。值得注意的是，随着此类改装方案的普及，相关硬件的价格可能会发生显著波动。
凯特表示，之所以现在公开发表这项研究，是因为有另一位人士独立发现了相同的安全问题。她已经向 Nvidia 通报了该漏洞，但鉴于这些显卡已在市场上流通，厂商对现有产品的处理措施尚不明确。
