Bow-2000: Graphcore baut AI-Prozessor mit WoW-Faktor

Colossus trifft Kondensatoren: Für die Bow-2000 verbindet Graphcore zwei unterschiedliche Wafer miteinander, der IPU-Takt steigt drastisch.

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Bow-2000
Bow-2000 (Bild: Graphcore)

Graphcore hat den Bow-2000, einen für künstliche Intelligenz ausgelegten Beschleuniger, vorgestellt sowie darauf basierende Bow-Pods mit bis zu 1.024 Einschüben und einen Bow-Supercomputer namens Good angekündigt. Technisch ähnelt der Bow-2000 dem bisherigen MK2 GC200, allerdings hat Graphcore das Design deutlich beschleunigt: Die Performance soll um bis zu 40 Prozent steigen, die Effizienz um bis zu 16 Prozent.

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Die wortwörtliche Basis der IPU (Intelligence Processing Unit) bildet weiterhin der Colossus-Chip, welcher mit TSMCs N7-Verfahren produziert wird und mit satten 823 mm² Fläche fast an die Reticle-Grenze der verwendeten Scanner stößt. Die 59,4 Milliarden Transistoren werden in 1.472 Cores und enorme 900 MByte an SRAM umgemünzt.

Um den Bow-2000 höher takten zu können als den MK2 GC200, macht sich Graphcore ein scherzhaft als WoW-Faktor bezeichnetes Verfahren zunutze: SoIC Wafer-to-Wafer, also das 3D-Stacking zweier unterschiedlicher Siliziumscheiben mithilfe einer Durchkontaktierung (TSVs) auf Seiten der Backend-of-Line (BEOL), sprich: den äußeren Metal-Layern.

Der WoW-Faktor

Auf der einen Seite befindet sich der Wafer mit den Colossus-Dies, auf der anderen ein Wafer mit darin eingebrachten Deep Trench Capacitors (DTCs). Diese Kondensatoren liefern den Transistoren mehr elektrische Kapazität, was deren Frequenzen positiv beeinflusst. Somit kann der Bow-2000 mit 1,85 GHz statt den bisherigen 1,35 GHz seine Performance zwischen 29 Prozent und 39 Prozent steigern; je nach Workload klappt das laut Graphcore zudem bei einer 9 bis 16 Prozent höheren Effizienz.

  • Der Bow-2000 ... (Bild: Graphcore)
  • ... kombiniert ein Colossus-Die mit einem Kondenstator-Wafer.  (Bild: Graphcore)
  • Somit steigt der Takt für eine höhere Performance ... (Bild: Graphcore)
  • ... und auch die Effizienz verbessert sich. (Bild: Graphcore)
  • In jedem Einschub stecken vier Bow-2000. (Bild: Graphcore)
  • Diese werden für Systeme vom Pod16 bis zum Pod1024 verwendet. (Bild: Graphcore)
  • Somit lässt sich die Leistung nahezu linear skalieren. (Bild: Graphcore)
  • Am Poplar-SDK ändert sich nichts. (Bild: Graphcore)
  • 2024 soll der Good-Supercomputer verfügbar sein. (Bild: Graphcore)
Der Bow-2000 ... (Bild: Graphcore)
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Der Hersteller setzt auch den neuen AI-Prozessor in IPU-Pods ein, welche vom Pod16 mit vier Einschüben mit je vier Bow-2000, über den Pod256 bis hin zum Pod1024 reichen. Für das Topmodell gibt der Hersteller eine theoretische Rechenleistung von 350 Petaflops (INT8) an, wobei die Performance mit steigender Anzahl an Pods nahezu linear skalieren soll. Weil die grundlegende Colossus-Technik identisch ist, gibt es keine Änderungen an der Software, der bekannte Poplar-Stack kann weiter verwendet werden.

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Good-Supercomputer mit 10 Exaflops geplant

Graphcore sagt, dass die Bow-Pods bereits ausgeliefert werden, ein Bow-Pod16 kostet mit 150.000 US-Dollar so viel wie bisher schon ein IPU-Pod16 mit MK2 GC200. Zu den ersten Kunden gehört das Pacific Northwest National Laboratory (PNNL), das dem US-Energieministerium (Department of Energy, DOE) untersteht. Weitere sind der französische Supercomputer-Bauer Atos und der Cloud-Anbieter Cirrascale.

Für 2024 plant der britische Hersteller den Good-Supercomputer mit einer Next-Gen-Version der IPUs. Während Bow eine Referenz auf einen Stadtteil von London ist, bezieht sich Good auf Jack Good - dieser hat zusammen mit Alan Turing in Bletchley Park die Enigma entschlüsselt. Colossus wiederum war ein dort eingesetzter Röhrencomputer, der von Tommy Flowers entworfen wurde - geboren in Poplar, ebenfalls einem Londoner Stadtteil und daher auch der Name von Graphcores SDK.

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