新ちゃん 发表于 2020-8-28 00:06:28

1.2万亿晶体管,世界最大芯片傍上超级计算机成真算力核弹

1.2万亿晶体管整块晶圆直接「下锅」,世界最大芯片傍上超级计算机成真算力核弹

你印象中的芯片长啥样? 见过下面这样的吗,跟笔记本电脑差不多大!
      



近日,美国劳伦斯利福摩尔国家实验室(LLNL)和人工智能公司 Cerebras联合宣布,将把Cerebras的计算产品CS-1(基于晶圆发动机芯片WSE)集成到美国国家核安全管理局的拉森超级计算机中。      





在最新的世界500强超级计算机排行榜上,拉森排名第14。      



现世界排名前5的超级计算机


一,整块晶圆直接「下锅」,英伟达GA100也得叫爸爸


通常情况下,芯片制造商会将12英寸的硅切成薄片,切完后,晶圆片会继续被切割成数百个独立的小芯片,然后在这些小芯片上集成晶体管。


      

而这个芯片的跟我们常规理解的芯片不太一样,它直接「生长」在一整块晶圆上。


NVIDIA的A100加速卡的GA100核心可以说是目前最强芯片之一,面积超过800平方毫米、有540亿晶体管,然而在Cerebras 的WSE芯片面前,GA100也得叫爸爸。      





CS-1的芯片WSE 有40万个AI核心,1.2万亿个晶体管,面积达4.6万平方毫米。   
   


SeaMicro的创始人安德鲁 · 费尔德曼不走寻常路,他发起的 Cerebras,利用整块晶圆,制造出了一个单一的巨型芯片,然后用复杂的方式将各个核心攒在一起,实现高效计算。
      

费尔德曼和最早的SeaMicro Box


英特尔在1971年推出的第一款4004处理器只有2300个晶体管,最近AMD推出的超微半导体处理器有320亿个晶体管。       

英特尔的4004


装了CS-1的拉森让LLNL的研究人员可以大展拳脚了,尝试全新的建模方法,而不用考虑底层的算力瓶颈。


CS-1系统运行在 WSE 芯片上,WSE有18 gb 的片内存储器和每秒100 pb 的片内网络带宽组成。这次升级标志着 LLNL 第一次拥有 AI 专用硬件的高性能计算(HPC)资源。


LLNL 的科学家称这是世界上第一个为「认知模拟」(CogSim)设计的计算机系统,它将传统的HPC 模拟和人工智能技术结合了起来。


CS-1与拉森的强强结合结合使 LLNL 能够探索异构计算。


据实验室研究人员介绍,装上CS-1后,拉森计算机将允许数据生成和纠错等操作同时运行,为爆炸模拟等问题提供一个更集成、更高效的解决方案。

工作人员在安装1.2万亿晶体管的晶圆发动机(WSE)


WSE 处理器是专门为深度学习优化设计的,它比最大的GPU大56倍,计算核心是其78倍,芯片内存是 GPU 的3000倍,内存带宽是 GPU 的10000倍。
   


装上了这个晶圆发动机,LLNL 可以同时在50亿张模拟激光内爆的图像上进行机器学习,探索如何达到高能量输出和稳健的聚合内爆。


据悉,一块WSE芯片的价格应该在200万美元左右。


二,拥有WSE就拥有了智能世界,但是WSE2才是真正的猛兽

第一代wse采用的是台积电的16nm工艺,拥有令人难以置信的40万AI核心,1.2万亿个16纳米晶体管,46,225平方毫米的面积和18gb 的芯片内存,所有这一切都集中在了一个晶圆大小的芯片上。      



第一代的晶圆发动机(有一套电力传输和冷却系统)


毫无疑问,拥有WSE,你就有了世界上最快的智能处理器。


WSE已经是一个奇迹,但Cerebras还想继续加码,造出更强的WSE2。


根据Cerebras在Hot Chips 2020上分享的幻灯片,WSE2将会使用台积电的7nm工艺,将拥有难以置信的850,000AI核心,2.6万亿个晶体管,同样还是在这么大的晶圆上。      





Cerebras表示,已经开始在实验室中测试WSE2了。


三,安德鲁 · 费尔德曼:「解决问题让我兴奋」


安德鲁 · 费尔德曼是Cerebras Systems的联合创始人兼首席执行官。


1991年毕业斯坦福大学,有趣的是,他大学的研究领域不是电子工程也非计算机,而是经济政治学。       




可毕业后,他一直专注在计算领域,对,转行了。


在加入Cerebras之前,他是SeaMicro的联合创始人兼首席执行官,主攻高能效,高带宽微服务器。


后来,SeaMicro在2012年以3.57亿美元的价格被AMD收购。


在加入SeaMicro之前,他曾是Force10 Networks产品管理,市场营销和BD的副总裁,后来以8亿美元的价格卖给了Dell Computing。


赚钱从来都不是他的目的,解决问题才是。


他发现,有些场景下工作负载需要大量的计算,需要成千上万的内核,这些内核还要以难以置信的速度进行通信,还有大量的内存。


总之,就是需要一个更大的芯片。


于是,他和其他人一起创立了Cerebras,致力于造出这个「大芯片」。


在一次采访中,安德鲁说「我们是无所畏惧的工程师,我们喜欢做别人不愿意做的工作,因为这工作要么太难,要么别人害怕,要么他们筹不到资金,而我们却感到兴奋」。


Big,Bigger,Biggest,Cerebras梦想终成真!

参考链接:https://venturebeat.com/2020/08/19/cerebras-puts-worlds-largest-computer-chip-in-lassen-supercomputer/?utm_source=feedburner&utm_medium=feed&utm_campaign=Feed%3A+venturebeat%2FSZYF+%28VentureBeat%29


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