Unikátní systém CS-1. Kredit: Cerebras.

Zní to neuvěřitelně. Největší čip na světě. 56-krát větší než kterýkoliv jiný čip na světě. A tenhle rekordní čip je v nejrychlejším počítači s umělou inteligencí na světě. Nicméně, žádný výmysl to není. Tohle je kalifornský startup Cerebras.
Počítač, o němž je řeč, nese jméno CS-1. Největší čip planety nebo spíš celý wafer, polovodičový disk, z něhož se dělají jednotlivé čipy, se jmenuje WSE (podle anglického Wafer scale engine) a letos v srpnu (2019) šokoval svět. V dnešní době se počítačové čipy vyrábějí rozřezáním křemíkového waferu o tloušťce 300 mm. Z jednoho waferu takto vznikne mnoho set čipů.

Megačip WSE vs největší GPU. Kredit: Cerebras.

Cerebras ale tenhle zažitý postup změnil. Jejich čip WSE je vlastně wafer s mnoha čipovými jádry, který zůstal pohromadě. Tak vznikl megačip, jehož jedna strana měří téměř 22 cm. Typický čip dnes má 10 miliard tranzistorů. WSE jich obsahuje celkem 1,2 bilionu. Je jako celý superpočítač na jediném čipu, který na k dispozici 400 tisíc programovatelných jader pro aplikace umělé inteligence.

Struktura systému CS-1. Kredit: Cerebras.

Svět ještě pořádně nezavřel ústa po čipu WSE a Cerebras přichází s dalším dramatickým počinem. Pozoruhodný startup představil celý počítačový systém CS-1. A mozkem tohoto počítače je právě megačip WSE. Podle informací Cerebrasu je CS-1 takový malý zázrak. Systém o rozměrech zhruba 60 krát 45 krát 90 centimetrů, čili zhruba jako mini lednička na hotelu, má výkon asi jako plná místnost serverů. V porovnání s typickým GPU (grafickým procesorem), což je běžný prvek sestav pro extrémně náročné výpočty, má čip WSE 78 krát více výpočetních jader, 3 000 krát více paměti a 10 000 krát větší propustnost při zpracování dat v paměti.

Jak se zdá, CS-1 přináší oproti stávajícím systémům stokrát až tisíckrát větší výkon se současnou asi desetkrát nižší spotřebou energie a rovněž desetinásobnou úsporou prostoru. Jak je to v podobných případech obvyklé, výkonný systém potřebuje výkonné chlazení. Cerebras pro systém CS-1 vyvinul důmyslný systém pro vnitřní chlazení vodou. Podobně jako supervýkonná herní žihadla chladí CS-1 elektroniku vodou a pak vodu vzduchem, vše v rámci uzavřeného systému.

Jedním z prvních zákazníků Cerebrasu je americká Argonne National Laboratory (ANL). Pokud je známo, použili systém CS-1 k takovým věcem, jako je analýza účinků léků na rakovinu anebo analýza poranění mozku. Podle vyjádření ANL kombinují svoji stávající výpočetní sílu superpočítačů s unikátními možnostmi systému CS-1 a megačipu WSE. V laboratořích ANL teď díky tomu mohou urychlit výzkum a vývoj, hlavně pokud jde o umělé inteligence pro řešení úporných problémů, s nimiž si věda se stávajícím vybavením neporadí. A to tam v roce 2021 chtějí spustit Auroru, která by se ideálně měla stát nejrychlejším superpočítačem světa.

Video: Enabling AI’s potential through Wafer-scale integration - Andrew Feldman (Cerebras Systems)


Literatura
TechXplore 21. 11. 2019.