CS-1, računalnik z največjim procesorjem v zgodovini

Kalifornijsko podjetje Cerebras je pokazalo računalniški sistem CS-1, ki je zgrajen okoli največjega čipa na svetu WSE, razkritega avgusta.

Letošnjega avgusta je Cerebras, mlada firma iz San Francisca, na dogodku Hot Chips presenetila z razkritjem gromozanskega procesorja Wafer Scale Engine (WSE). Kot namigne že ime, gre za čip velikosti skoraj celotne silicijeve rezine, z merami 22×22 centimetrov, katerega lastnosti gredo kar težko z jezika. 400.000 procesnih jeder, 1,3 bilijona tranzistorjev, 18 gigabajtov predpomnilnika in pomnilniška prepustnost 9 petabajtov na sekundo. Čudo je zgrajeno v TSMCju v 16-nanometrskem procesu, Tajvanci pa so morali zanj napraviti povsem samosvojo proizvodno linijo. WSE je namenjen superračunalniškim nalogam, prvenstveno na področju strojnega učenja. Smisel tako velikega monolitnega čipa je v hitrosti in učinkovitosti komunikacije elementov na njem napram rešitvam, ki združujejo več ločenih procesorjev. V delovanju tako WSE zahteva 15 kW električne moči, primerljive rešitve z diskretnimi grafičnimi karticami pa od 100 kW navzgor. To je zelo pomembno v času, ko se strojno učenje skokovito širi, s tem pa tudi njegova električna poraba. Je pa važno obenem omeniti, da ne gre za nevromorfen čip.

Hlajenje takšnega impozantnega kosa silicija ni mačji kašelj, zato smo s pričakovanjem zrli v novembrsko superračunalniško konferenco v Denverju, za katero so pri Cerebrasu obljubili pokuk v notranjost dejanskega računalnika z WSE. CS-1 ni inženirsko skoraj nič manj zanimiv od samega procesorja, ki ga vsebuje. Od 20 kW električne moči, ki vstopajo vanj, gre že omenjenih 15 kW za WSE, 4 kW za tekočinski hladilni sistem, medtem ko preostali 1 kW odpade na energetske izgube. Procesor pri tem poganjajo na frekvencah med 2,5 in 3 gigaherci; točnih vrednosti še niso izdali. Sistem je prostorninsko približno tridesetkrat manjši od omare s tisoč Teslami, ki bi imele primerljivo računsko moč. Zanimivo je tudi, da je mogoče zaradi specifične arhitekture CSe enostavno povezovati med seboj - v Cerebrasu pravijo, da so že eksperimentirali z 32 povezanimi sistemi, pri čemer naj bi bila rast moči praktično linearna!

Prvi uporabnik CS-1 je to jesen postal Argonne National Laboratory, kjer pomaga pri iskanju zdravil za zdravljenje raka in simulacijah trkov črnih lukenj (omejen dostop). Naslednja stranka bo nič manj poznana institucija Lawrence Livermore National Laboratory. Zanimivo je, da v Cerebrasu ne navajajo javno hitrosti CS-1 v sintetičnih testih, temveč stranke vabijo, da v njihovem laboratoriju mašino preizkusijo same. Tako stvarnega izkoristka v dejanskih nalogah še vedno ne poznamo. Toda če se vodilni ameriški superračunalniški laboratoriji mahoma postavljajo v vrsto, da bi se sami dokopali do njih, je podjetje očitno vendarle na dobri poti. Vsekakor ni slabo za milo rečeno odtrgan inženirski pristop z gigantskim čipom, ki se dotlej ni proslavil.