ИИ-чип Cerebras обогнал суперкомпьютеры в моделировании физических процессов

1 декабрь, 2020 - 13:18Виталий Кобальчинский

Стартап Cerebras Systems, получивший известность как разработчик крупнейшего в мире чипа, архитектура которого оптимизирована для обучений нейронных сетей, сообщает, что этот ИИ-процессор, CS-1, с успехом дебютировал в нетрадиционном для себя амплуа — моделировании физических процессов. В симуляции с 500 миллионами переменных он обогнал систему Joule, занимающую 69-е место в рейтинге самых мощных суперкомпьютеров мира.

В эксперименте, организованном Cerebras вместе с Национальной лабораторией энергетических технологий (NETL) США, Joule завершила расчет за 2,1 миллисекунды. CS-1 оказался более чем в 200 раз быстрее, выдав результат всего за 6 микросекунд. При этом расходуемая мощность у компьютера Cerebras не превышала 20 кВт, против 450 кВт у Joule.

ИИ-чип Cerebras обогнал суперкомпьютеры в моделировании физических процессов

По словам генерального директора Cerebras Эндрю Фельдмана (Andrew Feldman), представившего это исследование на суперкомпьютерной конференции SC20, прогнозирование погоды или температуры внутри ядерного реактора, проектирование крыльев самолета и многие другие сложные проблемы решаются моделированием «движения жидкостей в пространстве и во времени». Решение их требует компьютерной системы с множеством процессорных ядер, огромным количеством памяти, близко расположенной к ядрам, колоссальной пропускной способности интерфейса, соединяющего ядра с памятью и между собой. Так совпало, что в точности то же самое требуется компьютеру для тренировки нейронной сети. CS-1 состоит из одного чипа с 400 000 ядер, 18 ГБ памяти, с пропускной способностью памяти 9 петабайт и межъядерной пропускной способностью 100 петабит в секунду.

В довершение всего, Фельдман сделал громкое заявление, что CS-1 справился с задачей быстрее, любого современного суперкомпьютера на базе CPU или GPU. Он объяснил это тем, что сама природа симуляции препятствует чрезмерному масштабированию: слишком много ядер при недостаточной пропускной способности интерфейса с памятью только замедляют вычисления. К примеру, скорость суперкомпьютера Joule достигла пика при использовании 16 384 из его 84 000 ядер.

CS-1 решал задачу — моделировал сгорание топлива на угольной электростанции, даже быстрее, чем протекал имитируемый им реальный процесс, поэтому для него открывается новая область применения — в системах управления сложных машин.

Фельдман кроме того объявил, что SC-1 приобретает новых клиентов на своём традиционном поприще обучения ИИ. В дополнение к уже известному заказчику, фармацевтическому гиганту GlaxoSmithKline, он назвал Аргоннскую и Ливерморскую Национальные лаборатории, Суперкомпьютерный центр в Питтсбурге. Несколько заказчиков, которые он не мог назвать, относятся в военной, разведывательной отраслям и тяжелой индустрии.

Говоря о дальнейших планах, Фельдман упомянул о следующем поколении SC-1. В отличие от первого процессора Cerebras, изготавливаемого TSMC по 16-нанометровой технологии, уже готовая опытная версия нового чипа имеет уровень детализации 7 нм. Кроме того, более чем вдвое увеличены объём памяти — до 40 ГБ и количество ИИ-ядер — до 850 тысяч.