Сегодня одним из крупнейших процессоров является старший чип NVIDIA Turing площадью 754 кв. мм. Однако это мелочь по сравнению с продуктом компании Cerebras Systems, которая недавно представила самую большую микросхему в истории технологий. Ее чип WSE имеет площадь 46 225 кв. мм, что почти в шесть раз больше решений NVIDIA. И почти в 100 раз больше размера типичного микропроцессора.
Процессор предназначен для дата-центров машинного обучения и искусственного интеллекта (AI). Инженеры Cerebras Systems считают, что их решение станет полезным в беспилотных автомобилях, цифровых ассистентах, распознавании речи и тому подобное. «В этой области наблюдается чудовищный рост», – говорит основатель и исполнительный директор Cerebras Эндрю Фельдман.
Сегодня большинство компаний обрабатывает данные искусственного интеллекта на видеокартах. Архитектура графических процессоров оказалась подходящей для обсчета математики нейросетей, по сравнению с архитектурой центральных процессоров. Но компании требуют еще больше вычислительной мощности, поэтому появились чипы специально для нейронных сетей, которые называют тензорным процессором (TPU).
Одной из основных проблем машинного обучения является необходимость перемещать большие объемы данных между компонентами. Пока другие пытаются увеличить ширину межпроцессорных каналов, в Cerebras предлагают хранить все данные непосредственно на чипе, ускоряя вычисления. Разработчики говорят, что WSE обучает системы искусственного интеллекта в 100-1000 раз быстрее, чем существующее оборудование.
Сегодня микросхемы изготавливают партиями, печатая их на круглых кремниевых пластинах диаметром около 30,5 см. На такой удается разместить в среднем 100 чипов. Печать цепей микропроцессора на пластине является очень сложной задачей, поэтому выгодно получать из одной партии максимальное количество чипов. Это одна из причин, почему вендоры делают микрочипы небольшими по размерам. Также большой процессор означает большую вероятность брака при его производстве.
Один чип Cerebras Systems по размеру занимает одну кремниевую пластину. Его выпускает компания TSMC по техпроцессу 16 нм. Это не первая попытка выпустить столь крупный процессор, например, такой в 1980-х хотел создать стартап Trilogy, но за пять лет в компании признали провал.
Гигантская микросхема Cerebras разделена на более мелкие секции (ядра) Общее количество ядер равно 400 000. Чип учитывает, что в нем могут быть дефектные блоки, и его создали с возможностью обхода таких мест. Коммуникации между ядрами обеспечивает система Swarm с пропускной способностью 100 петабит в секунду. Маршрутизация аппаратная, задержки измеряются в наносекундах. Локально процессор получил 18 гигабайтов быстрого кэша SRAM со скоростью 9 петабайтов в секунду.
Цена микросхемы будет зависеть от процента брака. Cerebras планирует продавать чип в составе уже готового комплекса.
