iPhone 的芯片比一半硬幣小,云服務器中的芯片比一角紙幣小,但現在,一個比 iPad 還大的芯片制造出來了。
它也成了目前史上最大的計算機芯片。
這個芯片名為 Cerebras Wafer Scale Engine ,由加利福尼亞一家名為 Cerebras 的初創公司制造,尺寸約為 8 英寸 ×8 英寸。
我們先來看看它「驚人」的性能參數:
12,000 億個晶體管
46,225 平方毫米的芯片面積
18 GB 超快速片上存儲器(SRAM)
9 PB /s 內存帶寬
100 Petabits /s 結構帶寬
稀疏性的原生優化
軟件與標準 AI 框架(如 和 )的兼容性
如果你對這些參數的程度不熟悉的話,要知道,世界上功能最強大的 Epyc 芯片,也只擁有 320 億個晶體管和 64 個內核。
比起世界上領先的圖形處理單元,Cerebras Wafer Scale Engine 的高速片上存儲器大了 3,000 倍,內存帶寬大了 10,000 倍,它比最大的 Nvidia GPU 芯片面積也大了 56.7 倍。
按理說,在半導體行業中,其實更大的不代表就是更好。
但其創始人兼首席執行官,更大的芯片,就是為了滿足更與時俱進的人工智能。
這:AI 對我們的生活影響越來越大,數據庫也越來越大,但現在人工智能行業進步的主要瓶頸,就是培訓模型需要極長時間。
高性能 AI 的深度學習,需要通過大量的計算和頻繁的數據訪問進行訓練,才能不斷改進和升級,一個更強大的處理器,才能盡可能快地處理海量增長的新數據。
▲ Andrew Feldman 和原始的 SeaMicro 盒子
該芯片使用臺積電的 16 納米工藝制造的 300 毫米晶圓切割而成,這是單個晶圓級的解決方案,比起以往大多數芯片都是數十上百個集合起來,它能通過 84 個互連芯片組成的晶圓直接聯動工作。
這不僅克服了數 10 年前芯片尺寸的技術限制,而且這個芯片還具有 400000 個 AI 優化的內核,具有靈活性、可編程性。
▲典型的硅片包含大約 100 個計算機芯片。
再加上比 GPU 大 3000 倍的片上內存,解決了以往需要跨多個設備和內存層并行計算的問題,現在只用一個設備就能存儲和處理整個神經網絡。
等于就是在一個芯片上,構建了帶有內存的一整個計算機集群。
最后,與具有數百個傳統加速器的機架式服務器相比,Cerebras 具有帶寬高、延遲低的獨特通信結構,比現有的解決方案性能速度快數千倍,可以用以往無法想象的高效率來工作。
更多的內核、更大的本地內存、低延遲高帶寬結構,共同構成了加速 AI 工作的絕佳環境。
Cerebras 表示,該芯片可以驅動復雜的人工智能(AI)系統,帶來 AI 技術的巨大飛躍,應用在未來的無人駕駛汽車、監控軟件市場等各個領域。
但是,芯片制造商通常不會制造這么大的芯片,因為這種大膽的設計,必須克服重大的技術障礙,包括互連、制造、封裝、冷卻等等。
即便是用了再精細的制造技術,這么一大塊芯片也不可能沒有任何缺陷。雖然該公司打算使用「冗余處理核心」技術,拋棄制造過程中一定數量的「壞」芯片,但量產良品率過低,也定會是個難越的坎。
▲ Cerebras 正在設計自己的測試和包裝系統
另外,冷卻芯片也是個問題。小型計算機芯片使用的功率低,很容易冷卻,而 Cerebras 龐大的芯片不僅僅是散熱器和風扇就能冷卻,而是需更專業的基礎設施來協助。
此外,芯片由于太大而無法放入任何傳統封裝中,Cerebras 必須發明定制包裝技術和工具來應對挑戰。
Ian Cutress 博士說道:
這也是為什么它適合人工智能領域,因為那也是現在大筆資金流向的地方。
總而言之,Cerebras 芯片的規模和雄心是瘋狂的。但因為缺乏性能和功耗的細節,現在很難評估 Cerebras 芯片在未來的影響力。
Cerebras 表示,它目前正在幾家大型潛在客戶中開展測試系統,并將于 10 月份開始商用。但它不會單獨銷售或作為擴展卡銷售,Cerebras 希望在 2020 年中期推出圍繞此類芯片構建的完整服務器。
預計未來幾個月,Cerebras 芯片還會公布更多技術的細節,這項技術,也必會隨著 AI 日新月異的進程而持續升溫。
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