Superobrovský čip Cerebras WSE má 400 000 jadier a 1,2 bilióna tranzistorov

0

Nová spoločnosť Cerebras Systems, zameraná na umelú inteligenciu, predstavila najväčší polovodičový čip, aký bol kedy vyrobený. Volá sa Cerebras WSE (Wafer Scale Engine) a má 1,2 bilióna tranzistorov, čo sú základné stavebné kamene kremíkových čipov. Na porovnanie, prvý procesor Intel 4004 z roku 1971 mal 2300 tranzistorov a najnovší procesor Advanced Micro Devices má 32 miliárd tranzistorov.

Väčšina dnešných čipov sa vyrába na 12-palcových (300 mm) kremíkových doštičkách (waferoch), obsahujúcich niekoľko desiatok či stoviek čipov, ktoré sa potom narežú a samostatne balia. No Cerebras Systems tento postup nabúral. Jeho čip zaberá celý wafer, je navrhnutý tak, aby fungoval na vysokých rýchlostiach a aby 1,2 bilióna tranzistorov spolupracovalo ako jeden celok.

Cerebras Wafer Scale Engine je tak najväčší vyrobený procesor, špeciálne navrhnutý na spracovanie aplikácií umelej inteligencie. Spoločnosť ho predstavila na konferencii Hot Chips, organizovanej Stanfordovou univerzitou v kalifornskom Palo Alto.

Samsung už vybudoval pamäťový čip flash eUFS s 2 biliónmi tranzistorov, no Cerebras je procesorový čip a môže sa pochváliť 400 000 jadrami na 46 225 štvorcových milimetroch. Je 56,7-krát väčší ako najväčšie GPU spoločnosti NVIDIA, ktoré meria 815 štvorcových milimetrov a má 21,1 mld. tranzistorov. WSE obsahuje 3000-krát viac pamäte a 10 000-krát väčšiu šírku pásma pamäte.

Veľkosť čipu je pre AI aplikácie veľmi dôležitá, pretože veľké čipy spracúvajú informácie rýchlejšie a vytvárajú odpovede v kratšom čase. Skracuje sa tým „tréningový čas“ a vedci tak môžu otestovať viac nápadov, využívať viac údajov a riešiť nové problémy. Skrátenie výcviku odstraňuje hlavné prekážky pokroku v priemysle.

Napriek tomu však výrobcovia takéto veľké čipy bežne nevyrábajú. Pri výrobe čipov totiž veľmi záleží na čistote výrobného procesu, aj jediná nečistota môže spôsobiť zlyhanie čipu. Preto určitá časť čipov na waferi je vyradená pre nefunkčnosť. Ak celú plochu wafera tvorí jediný čip, šanca, že bude obsahovať nečistoty, je 100 %. Cerebras je však navrhnutý redundantne v rámci jadier aj spojení, takže jedna nečistota nemá za následok nefunkčnosť čipu ako celku.

Cerebras urobil obrovský skok vpred svojou technológiou čipu vo veľkosti wafera a musel vyriešiť množstvo technologických výziev vrátane implementácie vysokorýchlostnej komunikácie typu die-to-die, riešenia výrobných chýb, balenia takého veľkého čipu a poskytovania vysokého výkonu a účinného chladenia.

46 225 štvorcových milimetrov kremíka v Cerebras WSE má 400 000 výpočtových jadier SLAC (Sparse Linear Algebra Cores), optimalizovaných pre umelú inteligenciu, bez vyrovnávacej pamäte a 18 GB lokálnej distribuovanej superrýchlej pamäte SRAM. Šírka pásma pamäte je 9 petabajtov za sekundu. Jadrá sú spojené komunikačnou sieťou typu 2D mesh, ktorá poskytuje celkovú šírku pásma 100 petabitov za sekundu.

Viac jadier, viac lokálnej pamäte a širokopásmová štruktúra s nízkou (nanosekundovou) latenciou vytvárajú optimálnu architektúru na urýchlenie práce umelej inteligencie. Energetické požiadavky na komunikáciu v tejto architektúre sú výrazne nižšie ako 1 pikojoule na bit, čo je takmer o dva rády menej ako v GPU. Spotreba čipu sa pohybuje okolo 15 kW. Cerebras Systems spolupracuje so spoločnosťou TSMC, najväčším výrobcom polovodičov, a WSE sa vyrába v jeho továrňach pokročilou 16 nm výrobnou technológiou.

Firma už začala dodávať prototypy čipu prvým zákazníkom, finálna verzia by mohla byť k dispozícii už v budúcom roku. Cerebras je však v trochu zvláštnej situácii. Pretože ponúka toľko výpočtového výkonu na jednom waferi, zákazníci nemusia nevyhnutne kupovať desiatky alebo stovky čipov a spájať ich dokopy, aby vytvorili výpočtový klaster. Pre potreby hlbokého učenia im bude stačiť hŕstka čipov Cerebras.

Zdroj: venturebeat.comtechcrunch.com.

Zobrazit Galériu

Redakcia

Všetky autorove články
cip vykon pocitac pamat technika

Pridať komentár

Mohlo by vás zaujímať

Mohlo by vás zaujímať