美(měi)国塞雷布拉(lā)斯系统公司(sī)基于有史以来(lái)最大芯片制造(zào)的(de)专用人工智能(AI)计算机CS—1,在(zài)一(yī)场具有5亿个(gè)变量的模(mó)拟计算(suàn)中,击败了世界排名(míng)第69的超级计算机。这(zhè)项研究成果近日在世界(jiè)超级计算(suàn)大会SC20上进行(háng)了展示。
研究表明,CS—1在解(jiě)决燃煤电厂的燃(rán)烧问(wèn)题时,其速(sù)度(dù)要比其模拟的(de)真实火焰更快。塞雷布拉斯及(jí)其合(hé)作伙伴美国国家(jiā)能(néng)源技术中(zhōng)心称,CS—1的完成(chéng)速度要(yào)快于当今任何基(jī)于CPU或GPU的超级计算机。
塞雷布拉斯首席执行官安(ān)德(dé)鲁·费(fèi)尔德曼表示,天气预报、飞机机(jī)翼设(shè)计、核电站温度预(yù)测以及许多其他(tā)复(fù)杂的问题,都可以(yǐ)通过模拟“流体(tǐ)在空间(jiān)中(zhōng)的运动(dòng)随时(shí)间(jiān)的推移”来解决。模(mó)拟计算(suàn)将世界划(huá)分为一组多维数据集,对这些多维(wéi)数据集中的流体运动进行建模,并确定多维数据集之间的交互作用。这些多(duō)维数据集可以有(yǒu)100万个甚至(zhì)更多,可(kě)能需要50万(wàn)个变量来(lái)描述正在发生的事情(qíng)。
此(cǐ)类模(mó)拟问题的(de)解决方案需要(yào)计算机系统具有许多处理(lǐ)器内(nèi)核、非常接近内核(hé)的大量内存、连接内核和内存的巨大带宽,以及连(lián)接内核的带(dài)宽负载。同样地,这(zhè)也是神经网络(luò)训(xùn)练计算机所需(xū)要的(de)。CS—1包含一块单芯(xīn)片,其拥有40万个(gè)内核,18GB内存(cún),每秒9PB的内存带宽和每秒100PB的内核间带宽(kuān)。
美国国家能源技术中心的(de)科学家使用(yòng)CS-1和世(shì)界排名第69的超级计算(suàn)机“焦耳”对燃煤电厂(chǎng)中的燃烧问题(tí)进行了模拟。“焦(jiāo)耳(ěr)”超(chāo)算具(jù)有84000个CPU内核,耗电(diàn)量为(wéi)450千瓦。相比(bǐ)之(zhī)下,CS—1的功率约为(wéi)20千瓦。模拟(nǐ)显示,“焦(jiāo)耳”在2.1毫秒内完成(chéng)了计算,而CS-1用时(shí)仅为(wéi)6微秒,将速(sù)度提高了200倍以(yǐ)上。
费尔(ěr)德曼认为(wéi)这一速(sù)度具有两重含义。其一,在此类流体力学问(wèn)题的大(dà)型模拟计算上,当今没有CPU甚或GPU的(de)组合可以击(jī)败(bài)CS—1。其二,由于模拟完成的速度比模拟的真实燃烧事件快,因此CS—1现在可以承担(dān)一项新任(rèn)务,即在复杂机器的控制系(xì)统中发挥作用。
第一(yī)代CS—1使(shǐ)用(yòng)台积(jī)电的16纳(nà)米工艺,目(mù)前正在(zài)研制的(de)下一代CS—1将使用7纳米工艺(yì),其内存为40GB,AI处理器内(nèi)核数(shù)量将(jiāng)达(dá)85万个(gè)。