شرکت Cerebras به تازگی مشخصات اولیۀ نسل جدید تراشۀ WSE را منتشر کرده است، این تراشه که دارای 850 هزار هستۀ پردازشی و 2.6 تریلیون ترانزیستور با لیتوگرافی هفت نانومتر دارد، یکی از بزرگترین تراشه‌های جهان محسوب میشود.
نام این دسته از پردازنده‌ها چیست؟
این پردازندۀ ویژه با نام Wafer Scale Engine شناخته میشود و از همه لحاظ یک دستاورد شگفت انگیز به حساب می‌آید. در ابتدای تولید این پردازنده، به این خاطر که ابعاد بسیار بزرگ و قدرت پردازشی قابل توجهی داشت، توانست تا توجه همه را به خود جلب کند و این یک موفقیت بزرگ برای شرکت Cerebras محسوب میشود. اخیراً مشخصات اولیۀ مدل جدید پردازندۀ این شرکت اعلام شده که نسبت به WSE نسل اول قدرت بیشتری دارد.
مشخصات مدل اولیۀ پردازندۀ WSE
در مدل اولیۀ این پردازنده که از 400 هزار هستۀ پردازشی و 1.2 تریلیون ترانزیستور با لیتوگرافی 16 نانومتری استفاده شده، باور کردن چنین مشخصاتی در زمان معرفی امر بسیار سختی بود اما قضیه وقتی جالب‌تر شد که اعلام کردند تمام این هسته‌ها و ترانزیستورها درون تراشه‌ای به مساحت 46.225 میلیمترمربع جای گرفته‌اند. همچنین تراشه‌ای که Cerebras موفق به ساخت آن شده بود 18 گیگابایت حافظۀ داشت. توان تراشۀ مورد بحث رقمی معادل 15 کیلووات است و پهنای باند آن به 9 پتابایت در ثانیه می‌رسد. همۀ این اعداد که دربارۀ WSE ذکر شد، شگفت انگیز هستند. فاکتورهایی که از این تراشۀ اعلام شدند، درکنار یکدیگر سبب این شدند که از این تراشۀ به عنوان سریع‌ترین تراشۀ هوش مصنوعی دنیا یاد شود. همان‌طور در تصویر مشاهده می‌کنید، ابعاد WSE برابر با یک لپتاپ است:
آیا می‌توان تراشۀ قدرتمندتر از WSE ساخت؟
جواب این سوال مثبت است، در رویداد سالانۀ Intel Hot Chips 2020 که به دلیل شیوع ویروس کرونا در جهان به‌صورت آنلاین برگزار شد، شرکت Cerebras نیز حضور داشت تا مشخصات اولیۀ مدل جدید تراشه‌های خود را اعلام کند. در تراشه جدید این شرکت دیگر شاهد لیتوگرافی 16 نانومتری نخواهیم بود، در تراشۀ مذکور از ترانزیستورهای شرکت TSMC که لیتوگرافی 7 نانومتری دارند استفاده شده است. به لطف استفاده از لیتوگرافی 7 نانومتری، Cerebras توانسته تا 850 هزار هستۀ پردازشی را در این تراشۀ جای دهد. پردازندۀ جدید Cerebras میزبان 2.6 تریلیون ترانزیستور است که همگی در دل اجزاء این تراشه قرار گرفته‌اند که اندازۀ آن به تنهایی اندازۀ یک ویفر کامل است. Cerebras نام کامل این پردازنده را Wafer Scale Engine – Generation 2 اعلام کرده است.
آیا واقعا ساخت این پردازنده هیچ محدودیتی ندارد؟
پردازندۀ فعلی Cerebras Wafer Scale Engine محدودیت‌های تولید تراشه‌های مدرن را دور می‌زند تا بتواند ترانزیستورهای بسیار زیادی درون خود جای دهد. در صنعت تراشه‌‌سازی مدرن، ابعاد Die یکپارچۀ پردازنده محدود است و ازطریق کوچک‌کردن لیتوگرافی می‌توان شمار ترانزیستورها را افزایش داد. Cerebras با کنار زدن این محدودیت توانست تراشه‌ای بسازد که هم ابعاد ویفری کامل است. شرکت Cerebras به‌منظور دستیابی به این هدف، دای‌های (Die) مختلف را روی یک ویفر قرار داد و سپس ازطریق قطعه‌ای خاص در بین آن‌ها ارتباط ایجاد کرده است. به لطف این قطعۀ ارتباطی، تمامی دای‌ها درکنار هم قرار می‌گیرند تا به‌عنوان یک واحد پردازشی عمل کنند.
طبق نتایج نهایی که حاصل شده، پردازندۀ جدید شرکت Cerebras به میزان 55.9 برابر بزرگ‌تر از بزرگترین پردازندۀ گرافیکی دنیا است. در این روزها که شرکت انویدیا (Nvidia) پردازنده‌های گرافیکی خانوادۀ امپر (Ampere) را معرفی کرده است، از آن‌ها به عنوان بزرگترین پردازندۀ گرافیکی در دنیا یاد میشود.پردازندۀ Nvidia A100 مساحتی برابربا ۸۲۶ میلیمترمربع دارد و از ۵۴٫۲ میلیارد ترانزیستور استفاده میکند و دارای ۶۴ هستۀ کودا FP32 به ازای هر واحد SM و درمجموع ۶٬۹۱۲ هستۀ کودا FP32 به ازای کل قدرت پردازشی است.
گرمای حاصل از این توان بالا چگونه مدیریت میشود؟
تصاویری که در این پست مشاهده می‌کنید مربوط به نسل اول این تراشه هستند. پردازندۀ جدید شرکت Cerebras همانند نسل اول خود از سیستم تحویل انرژی بسیار قدرتمند پشتیبانی میکند و قرار است با یک سیستم خنک کنندۀ ویژه عرضه شود. این دو سیستم خنک کننده در کنار یکدیگر باعث می‌شوند تا پردازنده به خوبی و بدون هیچ مشکلی کار کند. نسل جدید این پردازنده ابعادی برابر با نسل اول خود دارد که این مسئله کاملاً طبیعی به نظر می‌آید، زیرا Cerebras با اینکه توانست بسیاری از محدودیت‌‌ها را دور بزند اما هنوز هم به ابعاد یک ویفر محدود بوده و نمی‌تواند از آن فراتر برود. البته این در حالی است که پردازندۀ جدید در مقایسه با نسل قبلی خود توانسته بیش از دو برابر ترانزیستور و هسته‌های پردازشی در خود جای بدهد.
انتظار می‌رود تا شرکت Cerebras بتواند علاوه بر قدرت پردازشی و تعداد هسته‌ها، ظرفیت حافظۀ را نیز در نسل جدید افزاش دهد و شاهد بهبودهایی محسوس در اینترکانکت‌های این تراشه اعمل کند تا در نهایت شاهد افزایش پهنای باند باشیم. شرکت Cerebras قصد دارد تا در آینده طی کنفرانس دیگری اطلاعات و جزئیات بیشتری از مدل نهایی این تراشه را اعلام کند.
