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史上最大芯片是里程碑,还是“里程悲”?

2019-08-30 10:20
来源: 与非网

用一片12吋晶圆产出一颗芯片,这简直就是暴殄天物。要知道一片12吋晶圆目前大客户的合约单价也能达到100美元以上,兴建一条12吋晶圆产线更是需要超过200亿元人民币。也有业内人士这样点评:最大芯片是怎么来的?它的尺寸是因为现在量产晶圆最大就这么大,晶体管数量是因为16nm只能够放进去这么多。

难道,史上最大的芯片就是博众人眼球的作品。然而,当你知道这个每边长大约9英寸的芯片能够实现什么的时候,可能你又会觉得这样做也不是不可以。

史上最大芯片诞生

根据外媒的报道,这颗大芯片采用台积电16nm制程制造,面积42225 平方毫米,拥有1.2万亿个晶体管,400000 个核心,片上内存18 Gigabytes,内存带宽19 PByte/s,fabric带宽100 Pbit/s。它就是近几天火爆网络的史上最大芯片Cerebras Wafer Scale Engine(以下简称:Cerebras WSE)。

史上最大芯片是里程碑,还是“里程悲”?

Cerebras WSE由人工智能初创公司Cerebras Systems(以下简称:Cerebras)推出,该公司成立于2016年,并在当年拿到了来自于Benchmark的2500万美元的A轮投资。值得一提的是,有机构在2017年全球五大值得关注的AI芯片公司榜单中就列举了Cerebras。

史上最大芯片是里程碑,还是“里程悲”?

Cerebras的创始人是芯片业界的老兵——50岁的Andrew Feldman,他也是这家公司的CEO。浏览他的过往履历会发现,他还曾参与创立小型服务器公司SeaMicro,同样出任CEO,后来这个公司卖给了AMD,作价3.34亿美元。此后,Andrew Feldman在AMD做了两年半的副总裁。

准确地说,Cerebras带有一定的光环,但并不耀眼,如果不是这个史上最大芯片的出现甚至可以说有一点名不见经传。但是,随着Cerebras WSE发布之后,全球芯片界都在关注这颗芯片、这家公司,甚至是这家公司的员工。

和我们过往习惯的“摩尔定律”相反,这颗芯片走向了另一个“极端”,试想如果晶圆尺寸允许,可能它的边长甚至会超过9英寸。当然这只是设想。

如此巨大的芯片能够干什么呢?

首先是算力的大幅度提升。让我们重温一下这些恐怖的数字:1.2 万亿个晶体管和400000 个核心。如果以纯数字论来说,前一个数字并不是目前最高的,三星在实现闪存芯片eUFS时做到了2万亿个的数量。区别在于Cerebras WSE专为流程加工而设计,以能够让400000个核心高性能运转,它就是一个超级计算机。让人吃惊的一点是,Cerebras不仅给了Cerebras WSE更多的AI核心,并且在计算方式上也高人一筹,芯片内部采用的稀疏线性代数核(Sparse Linear Algebra Cores, SLAC),永远不会乘以零,这让算力得到了更充分的利用。Feldman表示,Cerebras WSE训练AI系统的速度可以比现有硬件快100到1000倍。

史上最大芯片是里程碑,还是“里程悲”?

当然,Cerebras WSE不仅是算的更快,而且其存储性能也是和算力匹配的,高于目前主流GPU内存性能的3000倍。片上内存18 Gigabytes的威力可见一斑。再配备以19 PByte/s的内存带宽,这让该芯片不仅存的够多,也存的够快。

针对目前AI行业饱受诟病的延迟问题,这颗芯片也给出更优解。Cerebras WSE通过Swarm通信结构连接在一个带有100 Pb/s带宽的2D网格中。对于每个神经网络,Swarm提供独特且优化的通信路径。因此,该芯片也具备更出色的高带宽和低延迟性能。

对于史上最大芯片的发布,国内外科技爱好者都是一片叫好。

Linley Group首席分析师Linley Gwennap表示:“Cerebras凭借其晶圆级技术实现了巨大的飞跃,在单片硅上实现了比任何人想象的更多的处理性能。”

Tirias Research首席分析师兼创始人Jim McGregor讲到:“随着人工智能的发展,硅和平台解决方案也在不断发展。Cerebras WSE是半导体和平台设计领域令人惊叹的工程成就,可在单晶圆级解决方案中提供超级计算机的计算,高性能存储器和带宽。”

专用处理器和SoC架构师唐杉兴奋地说:“膜拜一下Cerebras的巨型芯片,每边大约9英寸,22cm。我记得我之前写文章还画过一个类似的对比图。[机智]Wired的文章,看来Cerebras要走到前台了。”

……

大芯片并不是突发奇想

将芯片做大并不是Cerebras的首创,早在上世纪七八十年代就已经有人开始做这方面的尝试了。

1980年成立的Trilogy当时拿着2.3亿美元的资金做超大芯片,不过由于难度过大,该项目仅仅持续了5年时间。

近一两年,半导体产业信赖的“摩尔定律”进展迟缓之后,先进封装工艺和超大芯片都开始被重点关注,且都取得了一定的成果。

大家一定对一年半以前的英伟达GTC(GPU Technology Conference)大会记忆犹新,因为就是这场盛会,让我们有幸见证了史上最大、最贵GPU的诞生。这款GPU的名字是Nvidia DGX-2。

史上最大芯片是里程碑,还是“里程悲”?

DGX-2双板总计16块GPU,总计512GB HBM2 存储,具有12个NVSwitch。DGX-2 的算力可达 2 千万亿次浮点运算,功耗 10 千瓦。当然,这样做的成本也是高昂的,这个最大的GPU售价达到了39.9万美元。

对于英伟达DGX-2的发布,英伟达CEO黄仁勋表示:“人生完整了。”

显然,市场对于英伟达发布的最大GPU并不买账,发布会之后英伟达股价跌幅达到了6.64%。

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