AI大规模模拟计算比超级计算快200倍

美国赛布拉斯系统公司(Cerbras Systems Inc .)基于史上最大芯片制造的专用人工智能(AI)计算机CS-1，在一次5亿变量的模拟计算中击败了世界第69台超级计算机。研究结果最近在SC20世界超级计算会议上展示。

研究表明，在解决燃煤电厂的燃烧问题时，CS-1比模拟真实火焰快。Celebras和他的合作伙伴国家能源技术中心表示，CS-1比当今任何基于CPU或GPU的超级计算机都快。

Celebras首席执行官安德鲁费尔德曼(Andrew Feldman)表示，天气预报、飞机机翼设计、核电站温度预测等许多复杂问题，都可以通过模拟“空间中流体随时间的运动”来解决。模拟计算将世界分成一组多维数据集，对这些多维数据集中的流体运动进行建模，并确定多维数据集之间的相互作用。这些立方体可以有100万或更多，可能需要50万个变量来描述正在发生的事情。

这种模拟问题的解决方案要求计算机系统具有许多处理器内核、非常靠近内核的大量内存、连接内核和内存的巨大带宽以及连接内核的带宽负载。同样，这也是神经网络训练计算机所需要的。CS-1包含一个单芯片，400，000个内核，18GB内存，每秒9PB内存带宽，每秒100PB内核间带宽。

美国国家能源技术中心的科学家使用CS-1和世界第69号超级计算机焦耳模拟燃煤电厂的燃烧问题。焦耳超级计算机有84，000个中央处理器内核，消耗450千瓦的功率。相比之下，CS-1的功率在20 kW左右。仿真表明，焦耳是在2.1毫秒内计算出来的，而CS-1只需要6微秒，速度提高了200多倍。

费尔德曼认为这个速度有两层含义。第一，在这类流体力学问题的大规模模拟计算中，没有任何CPU甚至GPU的组合可以打败CS-1。其次，由于模拟比模拟的真实燃烧事件完成得更快，CS-1现在可以承担一项新的任务，即在复杂机器的控制系统中发挥作用。

第一代CS-1采用TSMC的16纳米工艺，而正在开发的下一代CS-1将采用7纳米工艺，内存40GB，AI处理器内核85万。