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光子计算机的生命起源于被称为圆晶的大单晶硅片

日期:2020-11-24 标签:圆晶硅片 类别: 阅读:8061 (来源:互联网)

从那以后,WSE进入了几个非凡的测量实验室,其客户一直很勤奋。因此,在最近的一次实验中,科研人员用高性能计算机对流体力学模拟中的ADG508AKNZ处理芯片进行了推广。液体健身运动仿真是一种通用的高性能计算机应用软件,可用于处理天气预报、飞机机翼设计方案等复杂问题。

光子计算(suan)机的(de)历(li)史时期(qi)是一个令人(ren)兴奋的(de)小型化(hua)历(li)史时期(qi)。

众所(suo)周知,全球(qiu)数(shu)据(ju)诱发了一个(ge)发展趋势,运(yun)营(ying)规模越小(xiao)越好。那(nei)么,为什么地球(qiu)上有(you)(you)人要(yao)反其道而(er)行之,应用大(da)处(chu)理芯片呢(ni)?自然,在iPad中使用iPad大(da)小(xiao)的(de)(de)处(chu)理芯片没有(you)(you)特别(bie)充(chong)分的(de)(de)理由,但这么大(da)的(de)(de)处(chu)理芯片很可能被证明有(you)(you)更实际的(de)(de)主要(yao)用途,比(bi)如人工(gong)智能技术和(he)物(wu)理全局(ju)模拟。

至少(shao),这是世界上最大的光子计算机制造商大脑所期望的。

无论用哪种(zhong)方法进行激光切割,大脑圆形晶(jing)体(ti)模块都(dou)(dou)是(shi)(shi)巨大的(de)。处理芯片8.5英寸,搭载(zai)1.2万(wan)亿(yi)晶(jing)体(ti)管。第(di)二大处理芯片是(shi)(shi)英伟(wei)达的(de)GPUA100,只有(you)一(yi)英寸,晶(jing)体(ti)管总(zong)数(shu)只有(you)540亿(yi)倍。前者(zhe)是(shi)(shi)一(yi)种(zhong)新型(xing)的(de)处理芯片,大部(bu)分都(dou)(dou)没(mei)有(you)经(jing)过测试。到目前为止,他们发布的(de)处理芯片只有(you)一(yi)个(ge)。后一(yi)种(zhong)广(guang)受喜爱,并以多种(zhong)方式(shi)制(zhi)造。在过去的(de)十年里,它对接了人工(gong)智(zhi)能和计算(suan)世(shi)界。

新的处理(li)芯片(pian)会(hui)推(tui)动新的时(shi)代吗?让我们仔细看看。

超越(yue)人工智能技术的大处理芯片。

去年,当大(da)脑的(de)处理芯片首次脱颖而(er)出时,公司表示将大(da)大(da)加快深度神经(jing)网络(luo)实(shi)体模(mo)型(xing)的(de)训(xun)练(lian)速度。

从(cong)那以后,WSE进(jin)入了(le)(le)几个(ge)非(fei)凡的测量实(shi)验(yan)室,其客户一(yi)直(zhi)很勤(qin)奋。在其中一(yi)个(ge)实(shi)验(yan)室,中国新能源技术实(shi)验(yan)室,我(wo)们(men)已经发现了(le)(le)它除了(le)(le)人工智能技术还能做什么。

因此(ci),在最近的(de)(de)一(yi)次(ci)实验中,科研人员用(yong)高性(xing)能计算机对流体(ti)力学(xue)模(mo)拟中的(de)(de)处(chu)理(li)芯(xin)片进(jin)行了(le)推广(guang)。处(chu)理(li)芯(xin)片位于一(yi)个名为CS-1的(de)(de)集成系统软件中。液体(ti)健(jian)身运(yun)动仿真是一(yi)种(zhong)通用(yong)的(de)(de)高性(xing)能计算机应用(yong)软件,可用(yong)于处(chu)理(li)天气预(yu)报、飞机机翼设(she)计方案等复杂问题。

这项实验是由大脑的迈克尔·詹姆斯(MichaelJames)和NETL的德克瓦内森德尔福特(DirkVanEssendelft)领导干部组成的精英团队进行的,并在他们预先打印的毕业论文中进行了描述,该论文在本周的SC20特别计算会议上发布。据科研工作组介绍,CS-1已完成电厂点火模拟,日任务率比Joule2.0高性能计算机快200倍。

CS-1其(qi)实(shi)比实(shi)时快。正如(ru)大脑在网上的一篇文(wen)章中(zhong)写(xie)道:“它可(ke)以告诉你(ni)未来会(hui)发生什么,物(wu)理定律(lv)不容易造成同样的结果。”

科研人员说CS-1的特性是所有CPU和GPU无法比拟的。公告的创始人兼首席执行官安德鲁·费尔德曼(AndrewFeldman)告诉VentureBeat,“无论高性能计算机有多大,基本理论都是合适的”。从某种意义上说,像焦耳这样的高性能计算机的扩展并没有在这样的问题上产生更强的结果。所以焦耳的模拟速度达到了最高值16384核,但这只是它全部86400核的一小部分。

根据两种设(she)备的(de)(de)比较,我们可以得出结论。Jouel是全球第81快高性能电(dian)脑,占用数十个网络服务(wu)器(qi)声(sheng)卡机(ji)架(jia)(jia),消(xiao)耗450KW的(de)(de)功能损(sun)耗,必须花费数千万美元建设(she)。相比之下,CS-1安装在网络服务(wu)器(qi)声(sheng)卡三(san)分之一的(de)(de)机(ji)架(jia)(jia)上,要消(xiao)耗20KW的(de)(de)功能损(sun)耗,市场价(jia)格只有(you)几百(bai)万美元。

虽然这个日常(chang)任务很(hen)(hen)精(jing)致(但是很(hen)(hen)有效(xiao)),问题特(te)别适(shi)合CS-1,但还是很(hen)(hen)震撼(han)的结果。那么(me)他们(men)怎么(me)保证呢(ni)?这个t都体现(xian)在设(she)计方案(an)上。

减少交流。

光子(zi)计(ji)算机的生命起源于一(yi)(yi)种(zhong)叫(jiao)做圆(yuan)晶(jing)的大(da)单晶(jing)硅(gui)片。将(jiang)几个(ge)加工芯(xin)片蚀刻到(dao)同(tong)一(yi)(yi)个(ge)圆(yuan)形(xing)晶(jing)体上,然(ran)后将(jiang)圆(yuan)形(xing)晶(jing)体切割成单独(du)的加工芯(xin)片。当WSE也被蚀刻到(dao)硅(gui)片上时(shi),圆(yuan)形(xing)晶(jing)体将(jiang)作为一(yi)(yi)个(ge)独(du)立(li)的实际(ji)操(cao)作模块被详(xiang)细存储。晶(jing)圆(yuan)级处理芯(xin)片包含近40万个(ge)求解键。每个(ge)内核(he)都(dou)耦合到(dao)自己的专用存储和四个(ge)相邻(lin)的内核(he)。

将如此多的内(nei)核放在(zai)一个处(chu)理(li)芯片(pian)(pian)上并显(xian)示(shi)其(qi)自身(shen)的运(yun)行(xing)内(nei)存是(shi)WSE能(neng)够保证如此大的尺(chi)寸的原因(yin)。这也是(shi)处(chu)理(li)芯片(pian)(pian)主要在(zai)这样的条(tiao)件(jian)下性能(neng)更好(hao)的原因(yin)。

大(da)(da)多(duo)数大(da)(da)中型日常任务(wu)依赖(lai)于大(da)(da)规模(mo)并行计算。科研人员(yuan)在(zai)数百或(huo)数千(qian)个(ge)(ge)处(chu)理(li)芯(xin)片(pian)中分配任务(wu)。这种(zhong)处(chu)理(li)芯(xin)片(pian)必须(xu)协同工作,因(yin)此(ci)它们保持持续的(de)通信并来回传递(di)信息(xi)(xi)。当信息(xi)(xi)内(nei)容(rong)存(cun)储(chu)在(zai)CPU内(nei)核和共(gong)享内(nei)存(cun)之间(jian)时(shi),每(mei)个(ge)(ge)处(chu)理(li)芯(xin)片(pian)都(dou)会有类似的(de)整个(ge)(ge)过程。

这是(shi)一个有点饥渴的(de)老企业,所有的(de)业务流程(cheng)都是(shi)纸上谈兵(bing)。

企业申请物流公(gong)(gong)(gong)司(si)从镇上(shang)的(de)(de)子(zi)公(gong)(gong)(gong)司(si)和档案馆推送(song)和收(shou)集(ji)文本文件。快(kuai)递(di)兄(xiong)弟知道穿越(yue)大(da)城市的(de)(de)最佳方式,但(dan)出行(xing)安排只需(xu)要最少的(de)(de)时间,这其(qi)实在(zai)于子(zi)公(gong)(gong)(gong)司(si)与(yu)档案馆的(de)(de)距离,快(kuai)递(di)兄(xiong)弟的(de)(de)最大(da)速度,以及路上(shang)还有多少其(qi)他快(kuai)递(di)兄(xiong)弟。简(jian)单来说(shuo),距离和交(jiao)通都会减慢速度。

现在(zai),想象一(yi)(yi)下企业(ye)建造了一(yi)(yi)座崭新(xin)的(de)闪亮摩天大(da)楼(lou)。每个子(zi)(zi)公(gong)司(si)都(dou)搬(ban)进了新(xin)大(da)楼(lou),每个员(yuan)工办公(gong)室都(dou)有一(yi)(yi)个小锡(xi)文件柜来(lai)存放文件。现在(zai),他们需(xu)(xu)要的(de)所(suo)有文本(ben)文档都(dou)可以在(zai)需(xu)(xu)要到达(da)隔壁公(gong)司(si)办公(gong)室或穿(chuan)过公(gong)司(si)办公(gong)室或穿(chuan)过服务大(da)厅(ting)的(de)时间内存储和搜索。通讯(xun)网络基本(ben)消(xiao)失了,因为一(yi)(yi)切都(dou)在(zai)一(yi)(yi)个屋子(zi)(zi)里。

大(da)脑的(de)(de)巨大(da)处(chu)理芯(xin)片与摩天大(da)楼(lou)非(fei)常(chang)相似。相比于(yu)传统(tong)(tong)的(de)(de)高(gao)(gao)性(xing)能计算机(ji)必须在网络上(shang)连接很多(duo)传统(tong)(tong)的(de)(de)处(chu)理芯(xin)片,它(ta)的(de)(de)信息传输方式(进一步辅以(yi)其专业定制的(de)(de)编译器手机(ji)软件)更(geng)加高(gao)(gao)效。

模拟(ni)世界发展趋势。

特别(bie)注意(yi)的是,处理(li)芯片(pian)只能解决(jue)小(xiao)到适合圆(yuan)形晶体(ti)的问题。但(dan)是因为设(she)备(bei)可以立即进行高保真的音频模拟(ni),所以很有可能这(zhei)种问题会有非常具(ju)体(ti)的应用。作者强调,该(gai)设(she)备(bei)理(li)论(lun)上应该(gai)能够准确模拟(ni)直升机试(shi)图降落(luo)在(zai)驾驶(shi)室周围的气(qi)旋,并使整(zheng)个过程成为全自动装配线(xian)——这(zhei)是传统(tong)加(jia)工芯片(pian)无(wu)法保证的。

他们强调,另一个机会是使用模拟作为打字来训练神经网络,这些神经网络也留在处理芯片上。在一个激动人心的例子中,最近证实了加州理工学院的深度学习技术在得到同样类型的偏微分方程来模拟流体力学时,速度要快1000倍。

他(ta)(ta)们还强(qiang)调,加(jia)工(gong)芯(xin)片(和其他(ta)(ta)类(lei)似产(chan)品(pin),如果有(you)的话(hua))的改进将(jiang)再次推动工(gong)作的极限。大脑已(yi)经宣布了下一代处理(li)芯(xin)片,将(jiang)有(you)2个(ge)。6万亿个(ge)晶体管,85万个(ge)内核,两倍多(duo)的运行内存。

自然,圆(yuan)晶级测(ce)量是(shi)否(fou)真的(de)(de)在起飞和降落(luo)还有(you)待(dai)观(guan)察。这种想法(fa)存在了几十年(nian),但大(da)脑(nao)是(shi)第一个用心追求完美的(de)(de)人。显然,他们坚信他们已经用一种有(you)效的(de)(de)、经济发达(da)的(de)(de)方式解(jie)决了这个问题。

其他(ta)新机构(gou)也(ye)在实验室进行科学研究。例(li)如,根据忆阻(zu)器神(shen)经(jing)系(xi)统(tong)的形状处理芯(xin)片,它通过(guo)将(jiang)溶(rong)液和(he)记忆放入单个类似(si)晶体管的组件中来(lai)模拟人(ren)脑。当(dang)然,量子计算机位于独立(li)的安全通道中,但它们可以处理类似(si)的问(wen)题。

很(hen)有可能(neng)其中一个技术细节最终会主导(dao)所(suo)有的(de)技术细节。或者(zhe)说,看起(qi)来(lai)很(hen)有可能(neng)计算会塌成一堆奇奇怪怪的(de)基(ji)础处理(li)芯片,根据情况全部封装在一起(qi),灵活使用(yong)各个处理(li)芯片。