史上最大 AI 芯片诞生!集成 1.2 万亿晶体管,面积为 Nvidia 最大 GPU 的 60 倍

阅读数:3393 2019 年 8 月 20 日 15:04

史上最大AI芯片诞生!集成1.2万亿晶体管,面积为Nvidia最大GPU的60倍

外媒消息,人工智能初创公司 Cerebras Systems 推出史上最大的半导体芯片——Cerebras Wafer Scale Engine(Cerebras WSE),将专门用于处理人工智能程序。这款芯片的面积为 422.25 平方厘米,拥有 1.2 万亿个晶体管、40 万个核心,不仅面积是目前最大 Nvidia GPU 的近 60 倍,晶体管数量还是后者的 50 余倍。

史上最大AI芯片诞生!集成1.2万亿晶体管,面积为Nvidia最大GPU的60倍

Cerebras Systems 的首席执行官 Andrew Feldman 表示,在人工智能研究中,更大的芯片能够更快的处理信息,并缩短神经网络的训练时间。

Cerebras WSE 的每一面都是 8.5 英寸,是世界上有史以来最大的计算机芯片。 通过更大的面积获取更快的速度,Cerebras WSE 凭借自己独一无二的 422.25 平方厘米,集成了 1.2 万亿个晶体管,与目前最大的 Nvidia GPU 相比,可谓是“巨无霸”的存在。

史上最大AI芯片诞生!集成1.2万亿晶体管,面积为Nvidia最大GPU的60倍

人工智能的飞速发展要求 AI 芯片具备更快的速度,无论是“训练”一个神经网络,还是处理这些并行操作所产生的巨大数据,都需要 AI 芯片具有更加优秀的性能。据了解,每当计算工作量发生变化时,基础机器就会进行一次改变,或许芯片“巨大化”便提供了这样一个“改变”的契机。

为了做出“大而好”的芯片,Cerebras 需要解决很多的问题。

首先,Cerebras 打破了一些规则。
芯片设计人员使用 Cadence Design 和 Synopsis 等公司的软件程序来制定“平面图” ,包括晶体管的排列、芯片上的各个逻辑单元等;但由于传统芯片通常只会集成数十亿个晶体管,Cerebras 却需要将 1.2 万亿个晶体管集成在同一个晶圆上,制定这样的“平面图”对于平常芯片设计工具来说具有很大的难度;所以,Cerebras 建立了自己的设计软件工具。

其次,Cerebras 解决了晶圆制造过程中所产生的杂质问题。
Nvidia、英特尔和其他普通小型芯片的制造商可以通过选取晶圆中的“优质芯片”来解决杂质带来的问题,毕竟一个晶圆上不止一个芯片。但是 Cerebras 的芯片却占据了整个晶圆,这便意味着芯片良品率会大打折扣。而 Cerebras 则通过建立冗余电路,绕过杂质所产生的缺陷,以便保证 40 万个工作核心的正常工作。

Cerebras WSE 并不会单独销售,而是将被打包到 Cerebras 设计的计算机设备中。这个设备需要一个复杂的水冷系统,以抵消 15 千瓦功率运行芯片所产生的极端热量。 Feldman 表示,搭载 Cerebras WSE 的服务器将是搭载多个 Nvidia 芯片服务器速度的 150 倍,他还预测,在云计算设备中人工智能训练任务的成本可能会因为 Cerebras WSE 的存在而降低一个数量级。

然而还有待观察的是,这 40 万个可对神经网络进行优化的内核是否真的可以统一协同工作,以达到预想中的性能。因为在看到基准测试之前,仅凭借晶体管的集成程度,很难评估一项 AI 芯片的设计是否具有优势。Feldman 称,有些人已经收到搭载 Cerebras WSE 的原型机,并且使用结果显示其具有竞争力。

在“大数据”时代,要处理的数据量大大增加,但在性能改进方面,Nvidia 和英特尔的进展大幅放缓。如果 Cerebras WSE 真如 Feldman 所说,可以将神经学习网络的训练时间缩短至几分钟,那么会不会有更多的企业转向“巨大化”芯片呢?

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