Esperanto ET-SoC-1: RISC-V-Chip besteht aus 1.088 Minion-Kernen

Mehr RISC-V-Cores auf einem Chip gibt es nirgends sonst: Der ET-SoC-1 ist als Beschleuniger für künstliche Intelligenz in Rechenzentren gedacht.

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Drei ET-SoC-1 auf einer Glacier Point v2
Drei ET-SoC-1 auf einer Glacier Point v2 (Bild: Esperanto)

Esperanto hat den ET-SoC-1 genannten Chip genauer erläutert, dessen voll ausgeschriebene Bezeichnung seinen Einsatzzweck gut beschreibt: Esperanto Technologies Supercomputer-on-Chip #1. Es handelt sich dabei um ein RISC-V-Design mit über tausend Kernen, die für maschinelles Lernen (Inferencing) ausgelegt sind.

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Der ET-SoC-1 wird mit 7 nm DUV von TSMC produziert, er fasst 24 Milliarden Transistoren auf 570 mm² zusammen. Der Chip ist für 10 bis 60 Watt ausgelegt, der effizienteste Betriebspunkt aber sind 20 Watt - dazu gleich mehr. Esperanto hat derzeit erste lauffähige ET-SoC-1-Muster im Labor und arbeitet am Bring-up.

Basis des Chips bilden die ET-Minion genannten RISC-V-Kerne, ein In-Order-Design mit Tensor/Vector-Erweiterung. Acht davon fasst Esperanto zu sogenannten Neighborhoods mit geteiltem L1-Instruktionen-Cache zusammen, vier dieser Cluster formen einen Minion Shire mit 4 MByte L2-Puffer.

Minions und Maxions

Insgesamt gibt es 34 solcher Minion Shires, die per Mesh kommunizieren und zusammen 1.088 Kerne aufweisen. Für die Ansteuerung gibt es im ET-SoC-1 noch vier ET-Maxions, außerdem einen PCIe-Gen4-x8-Root-Controller und achtkanaliges 256-Bit-Interface- für LPDDR4X-4266-Speicher.

  • ET-SoC-1 im Überblick (Bild: Esperanto)
  • 20 Watt pro Chip sind der Sweet Spot für das Design. (Bild: Esperanto)
  • Die Basis bilden die ET-Minions ... (Bild: Esperanto)
  • ... als Achterpack mit L1I-Cache ... (Bild: Esperanto)
  • ... verbunden zu einem Minion Shire mit 32 Kernen. (Bild: Esperanto)
  • Die einzelnen Cluster kommunizieren per Mesh-Netz. (Bild: Esperanto)
  • Blockdiagramm des ET-SoC-1 (Bild: Esperanto)
  • Daten erhält der Chip via LPDDR4X-Speicher. (Bild: Esperanto)
  • Sechs ET-SoC-1 landen auf einer Glacier Point v2. (Bild: Esperanto)
  • Multiple dieser Karten formen schlussendlich ein Rack. (Bild: Esperanto)
  • Performance des ET-SoC-1 im MLPerf DLRM (Bild: Esperanto)
  • Performance des ET-SoC-1 bei ResNet-50 (Bild: Esperanto)
ET-SoC-1 im Überblick (Bild: Esperanto)
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Esperanto packt sechs der ET-SoC-1 mit 20 Watt auf einen Glacier Point v2 genannten Träger, acht davon stecken in einem Yosemite-v2-Sled und damit gleich 384 Chips in einem Rack. Ein 120-Watt-Sechserpack soll deutlich schneller als Intels Goya (100 Watt) oder Nvidias A10 (150 Watt) sein, vor allem aber signifikant effizienter.

Die entsprechenden INT8-Benchmarks umfassen MLPerf DLRM (Deep Learning Recommendation Model) und ResNet-50, wobei die Resultate des ET-SoC-1 aufgrund des Bring-up-Status von Esperanto nur geschätzt und nicht real gemessen wurden. Die Werte gelten für 1 GHz, was den Sweet Spot des Chips darstellt.

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