Weltgrößter KI-Chip mit 1,2 Billionen Transistoren

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Ein riesiger Prozessor soll die Trainingsdauer „tiefster“ neuronaler Netze von Monaten auf Minuten verkürzen. Dafür werkeln nicht weniger als 1,2 Billionen Transistoren auf der Fläche eines iPads.

Die schiere Anzahl an Transistoren reicht heute kaum mehr aus, um die Prozessor-Gemeinde zu beeindrucken. AMDs neue EPYC Rome Server-CPUs wuchern immerhin mit 32 Milliarden Transistoren. Der neue Logik-Chip (FPGA) Virtex UltraScale+ VU19P von Xilinx kontert mit 35 Milliarden und Intels Nervana NNP-T bringt es immerhin auf 27 Milliarden Transistoren. Diese Größenordnungen scheinen also fast schon etabliert.

Mit dem neuen Chip des KI-Start-ups Cerebras hatten die Besucher der Hotchips-Konferenz in Stanford dann aber doch ihre Sensation. In dem größten jemals gefertigten Einzelchip stecken 1,2 Billionen Transistoren. Damit liegt die Halbleiterfirma nicht gerade im Trend. Denn die Chip-Fertigung verlässt gerade den zunehmenden unwirtschaftlichen Pfad der großen Einzel-Chip-Fertigung in Richtung skalierbarer Chiplet-Konzepte. Der Prozessor besteht dabei nicht mehr aus einem einzigen Siliziumchip, sondern aus mehreren „Chipchen“.

KI-Chip im Quadrat

Nicht so bei Cerebras. Ihre sogenannte Wafer Scale Engine (WSE) ist ein Quadrat mit einer Kantenlänge von 215 Millimetern und der Fläche von 46.225 mm². Mehr lässt sich aus einem 300-mm-Wafer auch nicht schneiden. Als vollwertiger Prozessor kommt er dafür im Gegensatz zu anderen KI-Beschleunigern ohne Host-CPU aus.

KI-Chip
Redundante Kerne und Verbindungen halten die Ausbeute hoch. (Bild: Cerebras).

Hergestellt wird das „Ungetüm“ beim taiwanesischen Auftragsfertiger für Halbleiterprodukte TSMC mit einem 16-nm-Prozess. Die 1,2 Billionen Transistoren verteilen sich auf 400.000 frei programmierbare Rechenkerne und 18 GByte SRAM-Speicher. Und die akkumulierte Speicherbandbreite wird mit 9 PByte/s angegeben.

Bei der Größe funktionieren natürlich keine herkömmlichen Kühlmethoden. So transportiert der Wasserkreislauf die Kühlflüssigkeit durch eine auf dem KI-Chip angebrachte Kühlplatte nach oben weg.

Was den Stromverbrauch und Preis angeht, schweigt sich das Start-up noch aus. Allein die Herstellungskosten eines Chips dürften aber nach Expertenschätzungen etwa 15.000 US-Dollar betragen und der Stromverbrauch bei 15 kW liegen.

Knowledge Base

Cerebras Wafer Scale Engine: An Introduction

 

 

 

 

Cerebras (Bild: Cerebras)

Tiefer als eine Apple-Tastatur - der bislang größte Prozessor für die Künstliche Intelligenz. (Bild: Cerebras).