Uvízli jsme v silikonu: Kam dál? | Kapitola 2
Seznam kapitol
Moorův zákon už řadu let neplatí – a principiálně nové technologie využívající zcela nové materiály nepřicházejí. Stále obtížnější výroba pokročilé křemíkové litografie není jen problém Intelu – k limitům technologie se blíží úplně všichni.
S tím, jak jsou struktury jemnější, se zvyšuje i šance na katastrofické defekty. S tím, jak se zvětšuje plocha čipů, klesá výtěžnost waferů – proto se používá systém čipletů, tedy dělení komplikovaných obvodů do většího počtu menších čipů. To pomáhá zvýšit výtěžnost, je možné využívat čiplety různých výrobců a s různou integrací, ale zase to komplikuje výrobu.
Jinou metodou, jak zvýšit výtěžnost, je binning, kdy se čipy klasifikují podle provozních parametrů anebo overprovisioning, kdy čip obsahuje více jednotek, než se opravdu používá, takže je možné případné vadné jednotky deaktivovat. Tak například Apple u čipů M1 dokáže využít i ty, které mají defektní jednu jednotku GPU.
Existují i extrémnější postupy, jak pracovat s defekty v litografii. Společnost Cerebras si nechává vyrábět největší čipy v historii – čipy Cerebras Wafer Scale Engine (WSE), které doslova zabírají kompletně celý wafer. Na waferu je 1,2 trilionu tranzistorů, které propojují přes Swarm Fabric celkem 400 000 výpočetních jader a jejich operační paměť, vše na jednom obřím plátu křemíku.
Procesor WSE se používá pro trénink neuronových sítí a díky propojení typu mesh nabízí velmi flexibilní propojení procesorů podle typu zpracovávané úlohy. Každý procesor WSE má rezervní jádra (overprovisioning), která nahrazují ta defektní – trochu se to podobá vyhrazenému rezervnímu prostoru na SSD, prostě se počítá s tím, že několik bude vždy defektních.
Základní důvod, proč se Cerebras rozhodli pro tento způsob uspořádání, spočívá právě ve Swarm Fabric, velmi širokému vzájemnému propojení výpočetních elementů. Kdyby se WSE rozdělil do většího počtu samostatných čipů, velkou část plochy by zabralo místo pro kontakty, čipy by vyžadovaly komplikované sběrnice a ty, i když by zabraly větší část objemu počítače, by stejně neměly takovou propustnost, jako sběrnice přímo na čipu.
„Čip“ vytvořený z dvanáctipalcového waferu, ovšem není určený pro běžný počítač: Cerebras svoje systémy nabízí jako celé servery. Jejich nejnovější počítač, Cerebras CS-2, má 2,6 trilionu tranzistorů, obsahuje 850 000 výpočetních jader a 40 GB RAM na waferu, paměťová propustnost je 20 pentabytů za sekundu a celková propustnost meshe je 220 pentabytů za sekundu. Cena systému se odhaduje někde mezi 2 až 3 miliony USD.
Komentáře naleznete na konci poslední kapitoly.
