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 米Cerebras Systemsは2019年8月19日、世界最大の半導体チップ「Wafer-Scale Engine(WSE)」を発表した。チップの寸法は21.5cm角で、A4大の紙の3/4という大きさである。主に深層ニューラルネットワーク(DNN)で利用する積和(MAC)演算などに向けたもので、トランジスタ数は1.2兆個、オンチップのSRAMは3000個超で計18Gバイト分を実装している。製造は台湾TSMCの16nm世代のプロセスを用いた。300mmウエハーから“切り出した”とするが、21.5cm角では1ウエハーから1チップしか取れない。

Cerebras Systemsが開発した”AIチップ”
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Cerebras Systemsが開発した”AIチップ”
右下のチップは、現時点で最大のGPU製品(米NVIDIA製) (写真:Cerebras Systems)

 WSEは超多コアのチップでもある。MAC演算の処理単位となる「Sparce Linear Algebra(SLA)」コアは40万個。各コアの寸法は約0.33mm角で、DNNの演算を最も得意とするが、同時に高いプログラム性を備え、機械学習のさまざまなアルゴリズムを実行できるとする。

 上下左右に隣接するコア同士は同社が「Swarm communication fabric」(Swarmは群れ)と呼ぶインターコネクトで密結合させている。2つのコア間の伝送容量は約125Mビット/秒、40万個すべてでは計100ペタ(P)ビット/秒と非常に大きい。伝送遅延も低いとする。

コア間のインターコネクトのイメージ
コア間のインターコネクトのイメージ
(図:Cerebras Systems)

 これらのインターコネクトを介することで、SRAMによるオンチップメモリーにはすべて1クロックで到達できるとする。ただ、これはクロック周波数が1GHzより遅いことを意味する。21.5cm角という大きさでは、光の速度でもチップの端から端まで信号が届くのに最短で1GHzの1クロック分かかるからだ。

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