Cerebras: Wafer-großer Prozessor hat 850.000 Kerne

Mit der Wafer Scale Engine 2 baut Cerebras erneut einen KI-Chip mit riesigen Ausmaßen.

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Wafer Scale Engine 1
Wafer Scale Engine 1 (Bild: Cerebras)

Cerebras hat die Wafer Scale Engine 2 (WSE-2) angekündigt, einen für künstliche Intelligenz gedachten Prozessor. Wie schon bei der ersten Generation handelt es sich um einen gigantischen quadratischen Chip, von dem sich nur ein einziger pro 300-mm-Wafer ziehen lässt.

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Kam die Wafer Scale Engine 1 noch auf 400.000 AI-Kerne bei 46.225 mm² und 1,2 Billionen Transistoren im 16-nm-Verfahren, fällt die Wafer Scale Engine 2 noch gigantischer aus: Die Fläche bleibt gleicht, dank TSMCs 7-nm-Technik können aber 2,6 Billionen Transistoren für gleich 850.000 Cores untergebracht werden.

Üblicherweise werden pro Wafer Dutzende bis Hunderte an Chips belichtet und in einem späteren Arbeitsschritt vereinzelt, anschließend erfolgt das Packaging. Bei der Wafer Scale Engine hingegen handelt es sich trotz der absurden Maße um einen monolithischen Prozessor. Weil so viele identische Cores vorhanden sind, ist die Ausbeute (Yield) bei Defekten ein vergleichsweise geringes Problem.

  •  Wafer Scale Engine 2 (Bild: Cerebras)
  •  Wafer Scale Engine 2 (Bild: Cerebras)
Wafer Scale Engine 2 (Bild: Cerebras)

Eine größere Herausforderung war es, die einzelnen Kerne per 2D-Mesh miteinander zu verbinden. Außerdem dehnt sich Silizium bei Hitze aus, weshalb klassische Packaging-Techniken nicht funktionieren und aufgrund der Wafer-artigen Dimensionen ohnehin ein spezieller Connector entwickelt werden musste. Die Chips eignen sich unter anderem für Tensorflow und Pytorch.

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Cerebras verkauft die erste Wafer Scale Engine als CS-1, so heißt das wassergekühlte 15U-System mit 20 Kilowatt maximaler Leistungsaufnahme und zwölf (6+6) redundanten Netzteilen. Zu den bisherigen Kunden gehören das Pittsburgh Supercomputing Center für den Neocortex-Supercomputer und das Lawrence Livermore National Laboratory für den Lassen-Supercomputer.

Letzterer ist ein sogenanntes nicht klassifiziertes System des Sierra-Supercomputers, der dem Energieministerium der Vereinten Staaten (Department of Energy) unterstellt ist. Der Sierra stellt nach dem ebenfalls US-amerikanischen Summit den drittschnellsten gelisteten Supercomputer der Welt dar, Spitzenreiter ist derzeit der Fugaku in Japan.

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