Сьогодні одним із найбільших процесорів є старший чіп NVIDIA Turing площею 754 кв. мм. Однак це дріб’язок, якщо порівняти з продуктом компанії Cerebras Systems, котра нещодавно випустила найбільшу мікросхему в історії технологій. Її чіп WSE має площу 46 225 кв. мм, що майже в шість разів більше за рішення NVIDIA. І майже в 100 разів більше за розмір типового мікропроцесора.
Процесор призначений для дата-центрів машинного навчання і штучного інтелекту (AI). Інженери Cerebras Systems вважають, що їхнє рішення стане корисним у безпілотних автомобілях, цифрових асистентах, розпізнаванні мови тощо. «У цій галузі спостерігається жахливе зростання», – говорить засновник і виконавчий директор Cerebras Ендрю Фельдман.
Сьогодні більшість компаній обробляє дані штучного інтелекту на відеокартах. Архітектура графічних процесорів виявилася оптимальною для обрахунку математики нейромереж, якщо порівнювати з архітектурою центральних процесорів. Але компанії потребують ще більше обчислювальної потужності, тому з’явилися чіпи спеціально для нейронних мереж, які називають тензорним процесором (TPU).
Однією з основних проблем машинного навчання є необхідність переміщувати великі обсяги даних між компонентами. Поки інші намагаються збільшити ширину міжпроцесорних каналів, у Cerebras пропонують зберігати всі дані безпосередньо на чіпі, прискорюючи обчислення. Розробники кажуть, що WSE навчає системи штучного інтелекту в 100-1000 разів швидше, ніж наявне обладнання.
Сьогодні мікросхеми виготовляють партіями, друкуючи їх на круглих кремнієвих пластинах діаметром близько 30,5 см. На такій вдається розмістити в середньому 100 чіпів. Друк ланцюгів мікропроцесора на пластині є дуже складним завданням, тому вигідно отримувати з однієї партії максимальну кількість чіпів. Це одна з причин, чому вендори роблять мікрочіпи невеликими за розмірами. Також великий процесор означає більшу ймовірність браку при його виробництві.
Один чіп Cerebras Systems за розміром займає одну кремнієву пластину. Його випускає компанія TSMC за техпроцесом 16 нм. Це не перша спроба випустити настільки великий процесор, наприклад, такий у 1980-х хотів створити стартап Trilogy, але за п’ять років у компанії визнали провал.
Гігантська мікросхема Cerebras розділена на більш дрібні секції (ядра) Загальна кількість ядер дорівнює 400 000. Чіп враховує, що в ньому можуть бути дефектні блоки, і його створили з можливістю обходу таких місць. Комунікації між ядрами забезпечує система Swarm з пропускною здатністю 100 петабіт на секунду. Маршрутизація апаратна, затримки вимірюються в наносекундах. Локально процесор отримав 18 гігабайтів швидкого кешу SRAM зі швидкістю 9 петабайтів на секунду.
Ціна мікросхеми буде залежати від відсотка браку. Cerebras планує продавати чіп у складі вже готового комплексу.
