專用人工智能計(jì)算機(jī)擊敗超級(jí)計(jì)算機(jī)“焦耳”，快200倍

美國塞雷布拉斯系統(tǒng)公司基于有史以來最大芯片制造的專用人工智能（AI）計(jì)算機(jī)CS—1，在一場具有5億個(gè)變量的模擬計(jì)算中，擊敗了世界排名第69的超級(jí)計(jì)算機(jī)。這項(xiàng)研究成果近日在世界超級(jí)計(jì)算大會(huì)SC20上進(jìn)行了展示。

　　單晶圓規(guī)模的Cerebras CS-1可以解決一個(gè)大型的、稀疏的、結(jié)構(gòu)化的線性方程系統(tǒng)。

　　研究表明，CS—1在解決燃煤電廠的燃燒問題時(shí)，其速度要比其模擬的真實(shí)火焰更快。塞雷布拉斯及其合作伙伴美國國家能源技術(shù)中心稱，CS—1的完成速度要快于當(dāng)今任何基于CPU或GPU的超級(jí)計(jì)算機(jī)?！　?br/>塞雷布拉斯首席執(zhí)行官安德魯·費(fèi)爾德曼表示，天氣預(yù)報(bào)、飛機(jī)機(jī)翼設(shè)計(jì)、核電站溫度預(yù)測以及許多其他復(fù)雜的問題，都可以通過模擬“流體在空間中的運(yùn)動(dòng)隨時(shí)間的推移”來解決。模擬計(jì)算將世界劃分為一組多維數(shù)據(jù)集，對(duì)這些多維數(shù)據(jù)集中的流體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行建模，并確定多維數(shù)據(jù)集之間的交互作用。這些多維數(shù)據(jù)集可以有100萬個(gè)甚至更多，可能需要50萬個(gè)變量來描述正在發(fā)生的事情?！　?br/>此類模擬問題的解決方案需要計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有許多處理器內(nèi)核、非常接近內(nèi)核的大量內(nèi)存、連接內(nèi)核和內(nèi)存的巨大帶寬，以及連接內(nèi)核的帶寬負(fù)載。同樣地，這也是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練計(jì)算機(jī)所需要的。CS—1包含一塊單芯片，其擁有40萬個(gè)內(nèi)核，18GB內(nèi)存，每秒9PB的內(nèi)存帶寬和每秒100PB的內(nèi)核間帶寬。　　
美國國家能源技術(shù)中心的科學(xué)家使用CS-1和世界排名第69的超級(jí)計(jì)算機(jī)“焦耳”對(duì)燃煤電廠中的燃燒問題進(jìn)行了模擬?！敖苟背憔哂?4000個(gè)CPU內(nèi)核，耗電量為450千瓦。相比之下，CS—1的功率約為20千瓦。模擬顯示，“焦耳”在2.1毫秒內(nèi)完成了計(jì)算，而CS-1用時(shí)僅為6微秒，將速度提高了200倍以上。　　
費(fèi)爾德曼認(rèn)為這一速度具有兩重含義。其一，在此類流體力學(xué)問題的大型模擬計(jì)算上，當(dāng)今沒有CPU甚或GPU的組合可以擊敗CS—1。其二，由于模擬完成的速度比模擬的真實(shí)燃燒事件快，因此CS—1現(xiàn)在可以承擔(dān)一項(xiàng)新任務(wù)，即在復(fù)雜機(jī)器的控制系統(tǒng)中發(fā)揮作用?！　?br/>第一代CS—1使用臺(tái)積電的16納米工藝，目前正在研制的下一代CS—1將使用7納米工藝，其內(nèi)存為40GB，AI處理器內(nèi)核數(shù)量將達(dá)85萬個(gè)。