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见识下最大芯片:1.2 万亿个晶体管,40 万个内核

网易科技 2019-12-07

12 月 7 日消息,据国外媒体报道,日前位于美国加州洛斯阿尔托斯的 Cerebras 公司正式发布了一台名为 CS-1 的超级计算机,其核心是采用 16nm 制程工艺、晶圆大小的处理器阵列。公司将 21.5 厘米 *21.5 厘米的硅板命名为 WSE,号称是 " 世界上最大 " 的芯片。WSE 开创性采用了晶圆级集成,晶体管数量达到了 1.2 万亿,装载了 40 万个内核。

据悉,一个高端的现代计算机芯片可能会有数十亿个晶体管。但 WSE 的晶体管数量超过 1 万亿个。除此之外,WSE 装载的 40 万个内核每秒可以传输 9000 万亿字节的数据;相比之下,目前个人电脑配置的英特尔 i9-9900k 芯片只有 8 个内核,每秒可传输 400 亿字节的数据。

超级计算机 CS-1 的体积也非常小。目前全球最快的超算 Summit 有大约 240 万个内核。但 Summit 采用的是传统结构,使用负载沉重的电路板,其重量超过 340 吨,占地 520 平方米。而 CS-1 重量只有 50 公斤,与家用冰箱大小相当。在能耗方面,Summit 超级计算机消耗的电力是 CS-1 的 1000 倍。它也只消耗 15-20 千瓦的电力。顶峰需要 1000 倍的能量。

CS-1 超级计算机主要用于机器学习等人工智能运算。其编译器经过了优化,尽可能地让数据在内核之间的有效传输。CS-1 编译器通过将生成的代码结构与硬件结构进行匹配来提高传输效率。此外,由于 WSE 上内核位置相距它们所使用的内存只有几毫米,因此,从电路板一个部分到另一个部分的数据流传输会比通常快得多。

这种晶圆级集成的半导体器件本身是由台积电公司制造的。台积电其制造工艺非常精密,每台半导体器件只有 150 到 200 个缺陷。考虑到可用的其他晶体管数量,这些很容易忽略。当然,晶圆级集成器件还有很多其他的挑战,比如数据同步、电力供应、散热以及数据传输有效性等方面都存在诸多问题。但是,如果 CS-1 能够顺利实现商用,那么晶圆级集成半导体器件将最终证明自己。

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