Größter Chip der Welt - Cerebras Systems stellt KI-Beschleuniger mit 400.000 Kernen vor

Cerebras Systems präsentierte auf der Hot Chips den größten jemals gefertigten Einzelchip. 400.000 Kerne und 1,2 Billionen Transistoren finden darauf Platz.

von Alexander Köpf,
22.08.2019 07:31 Uhr

Cerebras Systems wurde 2016 gegründet und ist spezialisiert auf künstliche Intelligenz.Cerebras Systems wurde 2016 gegründet und ist spezialisiert auf künstliche Intelligenz.

Eigentlich geht die Entwicklung bei der Chip-Fertigung weg von großen Einzel-Chips, hin zum skalierbaren Chiplet-Design. Wie gut das funktioniert, macht AMD gerade mit Zen 2 alias Ryzen 3000 und Epyc Rome vor.

Das kalifornische Startup Cerebras Systems geht jedoch einen ganz anderen Weg. Die Spezialisten für künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen stellten auf der »Hot Chips 31« den weltweit größten Chip vor: die »Cerebras Wafer-Scale Engine«, kurz WSE (via Heise).

Monolithisches Chip-Design

Der wie der Name schon sagt Wafer-große Chip hat eine Kantenlänge von 215 Millimetern und somit eine Fläche von 46.225 mm².

Ganze 400.000 KI-optimierte Kerne finden darauf Platz und sind frei programmierbar, um den Anforderungen sich stetig wandelnder KI-Algorithmen standhalten zu können.

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Cerebras Wafer-Scale Engine im Größenvergleich mit einem Nvidia V100.Cerebras Wafer-Scale Engine im Größenvergleich mit einem Nvidia V100.

Die sogenannten Sparse Linear Algebra (SLA)-Kerne bilden einen einzelnen Chip, der 56-mal größer ist als die bislang größte Grafikeinheit Nvidia V100.

Letztere verfügt über 21,1 Milliarden Transistoren auf 815 mm², die angesichts der 1,2 Billion Schaltungen der Wafer-Scale Engine jedoch beinahe unbedeutend wirken.

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Doch das sind längst nicht alle Rekorde: die WES bietet 18,0 GByte SRAM (statischer Arbeitsspeicher), die fest in den Chip integriert sind und an Kapazität alles bisher Dagewesene um den Faktor 3.000 übertreffen sollen.

Noch eine Größenordnung darüber liegt der Interconnect mit einer Bandbreite von 100 Pbit/s (Petabit pro Sekunde), der laut Cerebras 33.000mal so viele Daten pro Zeiteinheit übertragen kann wie der bisherige Spitzenreiter.

Energieverbrauch und Kühlung

Die Fertigung der Wafer-Scale Engine übernimmt TSMC.Die Fertigung der Wafer-Scale Engine übernimmt TSMC.

Gefertigt wird der Riesenchip bei TSMC im 16nm-Verfahren als vollwertiger Prozessor, der im Gegensatz zu vielen anderen KI-Beschleunigern ohne Host-CPU auskommt. Laut den Entwicklern wird die WES für große KI-Modelle eingesetzt, die unfragmentiert berechnet werden sollen.

Der Energiebedarf des monströsen Prozessors liegt laut Wccftech unter Volllast bei 15 kW. Wie diese gekühlt werden sollen, wurde bislang aber nicht verraten. Am sinnvollsten erscheinen jedoch ausreichend groß dimensionierte Wasser- oder Flüssigstickstoffkühlungen.

Die Fertigungskosten der Wafer-Scale Engine sollen sich Schätzungen zufolge auf rund 15.000 US-Dollar belaufen.

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