美(měi)国(guó)塞(sāi)雷(léi)布拉斯系统公司基于有(yǒu)史以来最大芯片制造的专用人工智能(AI)计算(suàn)机CS—1,在一(yī)场具有(yǒu)5亿个变量(liàng)的(de)模拟计(jì)算(suàn)中,击败了世界排(pái)名第(dì)69的超级计算机。这项研究成果(guǒ)近(jìn)日在世界超级计算大会SC20上进行了展示。
研究表明(míng),CS—1在解决燃煤电厂的燃烧问题时,其速度要比其模拟的真实火焰(yàn)更快(kuài)。塞雷布拉(lā)斯及其合作伙伴美国国(guó)家能(néng)源技术(shù)中心称,CS—1的完成速度(dù)要快于(yú)当今(jīn)任何基于(yú)CPU或GPU的超级计算机。
塞雷(léi)布拉斯首席(xí)执行官安(ān)德(dé)鲁·费尔德曼表示(shì),天(tiān)气预报、飞机机(jī)翼设计、核(hé)电(diàn)站温度预测以及许多其他复杂的问题,都可以通(tōng)过模拟“流体在空间(jiān)中的运动随时间的推移”来解决(jué)。模拟计算将世(shì)界划分为一组多(duō)维(wéi)数(shù)据集,对这些多维数据集中(zhōng)的流(liú)体运动进行建模(mó),并确定多维数(shù)据集之间的交互作用。这(zhè)些多维数(shù)据集(jí)可以有100万个甚至更多,可能需要50万(wàn)个变量来描述正在发生的事情。
此类(lèi)模拟问题(tí)的(de)解决方案(àn)需要计算机系统具有(yǒu)许(xǔ)多(duō)处(chù)理器内(nèi)核、非常接近内核的大量(liàng)内存(cún)、连接内(nèi)核和内存的巨大(dà)带宽(kuān),以及连接内(nèi)核的带宽负载。同样地,这也是(shì)神经网络训练计(jì)算机所需(xū)要(yào)的(de)。CS—1包(bāo)含一块单芯片,其拥有(yǒu)40万个内核,18GB内(nèi)存,每秒(miǎo)9PB的内存带宽和每(měi)秒100PB的(de)内(nèi)核间(jiān)带宽。
美(měi)国国家能源技术中心(xīn)的(de)科学(xué)家使用(yòng)CS-1和世界(jiè)排名第69的超级计算机“焦耳”对燃煤电(diàn)厂中的燃烧问题进行了模拟。“焦(jiāo)耳”超(chāo)算具有84000个CPU内核(hé),耗电量为450千(qiān)瓦。相比之(zhī)下,CS—1的(de)功率约为20千瓦。模(mó)拟显(xiǎn)示,“焦耳”在2.1毫秒内完(wán)成了计算,而CS-1用时仅为6微秒,将速(sù)度提(tí)高了200倍以(yǐ)上。
费尔德曼(màn)认为这一速度具有两重含义。其(qí)一,在此类流体(tǐ)力学问题的大(dà)型模拟计算上,当(dāng)今没有CPU甚或GPU的(de)组(zǔ)合(hé)可以(yǐ)击败CS—1。其(qí)二,由于(yú)模拟完成的速度比模拟(nǐ)的真实燃烧事件快,因此CS—1现(xiàn)在可以承(chéng)担一(yī)项新任务,即在复杂机器的控制系统中(zhōng)发(fā)挥(huī)作用。
第一代CS—1使用台积电的16纳(nà)米工艺,目前正在研(yán)制(zhì)的下一代CS—1将(jiāng)使用7纳米工艺,其内存为40GB,AI处理(lǐ)器内核数量将达85万个。