O maior processador já construído contém 1,2 trilhão de transistores, deixando para trás as CPUs e GPUs da Intel e AMD de última geração

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Fonte do processador CerebrasSystems - HPCGuru



Uma empresa conseguiu criar o maior chip de processamento de todos os tempos, que excede em muito tudo o que a Intel ou a AMD já produziu. Com transistores insanos de 1,2 trilhão no wafer de silício, o processador é de longe o maior chip semicondutor já construído. A empresa por trás do processador planeja dedicar o chip para impulsionar a Inteligência Artificial (IA).

O Cerebras Wafer Scale Engine, fabricado pela nova empresa de inteligência artificial Cerebras Systems, é o maior chip semicondutor já construído. A Unidade Central de Processamento ou CPU tem 1,2 trilhão de transistores, que são as chaves eletrônicas liga-desliga mais básicas e essenciais de qualquer chip de silício. O processador recentemente fabricado pelo processador Advanced Micro Devices tem 32 bilhões de transistores. Nem é preciso mencionar que o número de transistores no Cerebras Wafer Scale Engine excede até mesmo as CPUs e GPUs AMD e Intel de ponta.



O Cerebras Wafer Scale Engine é o maior processador de chip único já construído:

O Cerebras WSE é um enorme 46.225 milímetros quadrados de um wafer de silício que abriga 400.000 núcleos de computação otimizados para IA, sem cache, sem sobrecarga e 18 gigabytes de memória SRAM local, distribuída e super rápida como o único nível da memória hierarquia. Em comparação, a maior GPU NVIDIA mede 815 milímetros quadrados e contém 21,1 bilhões de transistores. A matemática simples indicará que o Cerebras WSE é 56,7 vezes maior do que a GPU NVIDIA de última geração.



A largura de banda da memória do Cerebras WSE é de 9 petabytes por segundo. Em outras palavras, o maior processador do mundo possui 3.000 vezes mais memória on-chip de alta velocidade e 10.000 vezes mais largura de banda de memória. Os núcleos do processador estão ligados entre si por uma rede de comunicação conectada em malha integrada, totalmente em hardware e de granulação fina. Devido à arquitetura simplificada e ao enorme tamanho do molde, combinado com largura de banda ultra-alta, o processador pode fornecer uma largura de banda agregada de 100 petabits por segundo. Simplificando, o grande número de núcleos do Cerebras WSE, mais memória local e uma malha de baixa latência e alta largura de banda tornam-no um processador ideal para acelerar significativamente as tarefas de Inteligência Artificial.

Por que a Intel e a AMD não estão fazendo essas enormes CPUs e GPUs com design personalizado?

Intel, AMD e a maioria dos outros fabricantes de chips de silício adotar uma abordagem completamente diferente e tradicional. As GPUs e CPUs poderosas comumente disponíveis são, na verdade, uma coleção de chips criados em cima de um wafer de silício de 12 polegadas e são processados ​​em uma fábrica de chips em um lote. O Cerebras WSE, por outro lado, é um único chip interconectado em um único wafer. Simplificando, todos os transistores de 1,2 trilhão no maior processador estão realmente trabalhando juntos como um único chip gigante de silício.



Há uma razão bastante simples pela qual empresas como a Intel e a AMD não investem em tais wafers de silício insanamente grandes. Um único wafer de silício possui algumas impurezas, que podem ter um efeito cascata e, eventualmente, causar falhas. Os fabricantes de chips estão bem cientes disso e constroem seus processadores de acordo. Conseqüentemente, o verdadeiro rendimento dos wafers de silício em termos de chips de silício que funcionam de forma confiável é bastante baixo. Em outras palavras, se o wafer de silício tiver apenas um único chip, as chances de impurezas e falhas são bastante altas.

Curiosamente, enquanto outras empresas não descobriram uma solução viável, a Cerebras projetou seu chip para ser redundante. Simplificando, uma impureza não desativa todo o chip, observou Andrew Feldman, que fundou a Cerebras Systems e atua como CEO. “ Projetado desde o início para o trabalho de IA, o Cerebras WSE contém inovações fundamentais que avançam no estado da arte, resolvendo desafios técnicos de décadas que limitavam os tamanhos dos chips - como conectividade reticular cruzada, rendimento, entrega de energia e embalagem. Cada decisão arquitetônica foi feita para otimizar o desempenho do trabalho de IA. O resultado é que o Cerebras WSE oferece, dependendo da carga de trabalho, centenas ou milhares de vezes o desempenho das soluções existentes em uma pequena fração do consumo de energia e espaço. ”

As tarefas de IA continuarão a exigir chips maiores:

O novo processador é customizado para lidar com tarefas de IA principalmente porque chips maiores processam informações mais rapidamente, produzindo respostas em menos tempo. A maioria das empresas de tecnologia afirma que a limitação fundamental da IA ​​de hoje é que leva muito tempo para treinar modelos. Conseqüentemente, alguns líderes de tecnologia estão tentando otimizar seus algoritmos de IA para contar com menos conjuntos de dados. No entanto, qualquer boa IA obviamente ficará melhor com conjuntos de dados maiores. Reduzir o tempo de treinamento aumentando o tamanho da CPU é uma maneira de aumentar o processamento e diminuir o tempo de treinamento sem comprometer a qualidade da IA ​​resultante.

A malha de comunicação entre processadores implantada no Cerebras WSE também é única. A malha 2D de baixa latência e alta largura de banda conecta todos os 400.000 núcleos no WSE com um total de 100 petabits por segundo de largura de banda. Além disso, os núcleos do processador são Sparse Linear Algebra Cores (SLAC), que é otimizado para primitivos de computação de rede neural. Ambos os aspectos colocam o chip muito à frente nas tarefas de IA. Portanto, é improvável que os jogadores consigam comprar a maior e mais poderosa CPU ou GPU para seus PCs.

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