아이패드 크기 초대형 AI칩 개발, 1조2천억개 트렌지스터 집적

전례없는 초대형 칩이 인공지능 (AI) 연산 가속과 범용 인공지능 (AGI) 혁신을 목표로 등장했다 . 1 조 2 천억개 트렌지스터로 구성된 ‘Cerebras WSE’ 칩이다 .

최신 아이폰 (iPhone) 과 아이패드 (iPad) 를 지원하는 프로세서는 손톱보다 작다 . 일반적인 클라우드 서버 칩도 우표보다 크지 않다 .

AI 반도체 스타트업 셀레브라 (Cerebras) 가 새롭게 개발한 칩은 약 22 센티미터 크기로 아이패드 자체보다 더 크다 . 셀레브라는 인간 수준 범용 인공지능 (AGI) 를 개발하는 기술 회사에 칩을 제공 할 계획이다 .

AI 의 칩 디자인을 담당했지만 프로젝트에 참여하지 않은 칩 제조업체 마이크론 (Micron) 의 엔지니어 유지노 쿨루셀로 (Eugenio Culurciello) 는 강력한 컴퓨팅에 의미를 뒀다 . 그는 AI 가상 어시스턴트 및 자율주행 자동차 등 대규모 AI 프로젝트에는 칩이 비싸지만 일부는 그것을 사용할 것이라고 와이어드에 밝혔다 .

AI 붐은 심층학습 (Deep Learning, DL) 기술에 의해 주도된다 . AI 시스템은 훈련이라는 프로세스를 사용해 개발되며 알고리즘은 훈련 데이터를 분석해 작업에 최적화한다 .

훈련 데이터는 의료 이미지부터 비디오 게임 , 자율주행 데이터까지 다양하며 훈련을 통해 AI 솔루션을 고도화 한다 . 이러한 방식으로 만들어진 소프트웨어는 일반적으로 훈련 데이터가 많거나 학습 시스템 자체가 더 크고 복잡할 때 더 강력하다 .

컴퓨팅 파워는 가장 야심 찬 AI 프로젝트의 제한 요소다 . 심층학습 훈련의 에너지 소비에 대한 최근 연구에 따르면 단일 언어처리 소프트웨어를 개발하는 데 35 만 달러가 소요될 수 있다 . 영리 목적의 AI 연구소 오픈 AI(OpenAI) 는 2012 년에서 2018 년 사이 AI 연구의 컴퓨팅 성능이 약 3 개월 반마다 두 배씩 증가했다고 추정했다 .

AI 연구자들은 일반적으로 그래픽 프로세서 (GPU) 를 사용했다 . GPU 가 이 기술을 뒷받침하는 수학에 적합했다 . 이는 우연의 일치로 지난 5 년간 GPU 공급업체 엔비디아 (Nvidia) 주가를 8 배로 높였다 . 최근 구글 (Google) 은 자체 AI 칩 ‘TPU’ 를 개발했다 .

엔지니어는 이미지 인식과 같은 작업에 대해 DL 소프트웨어를 교육하기 위해 수백 ~ 수천개의 GPU 클러스터를 사용한다 .

셀레브라 칩은 엔비디아의 가장 강력한 서버 GPU 의 56 배 이상 성능을 표방했다 . 앤드류 펠트만 (Andrew Feldman) 셀레브라 설립자 겸 CEO 는 이 거대한 프로세서가 현재 작업에 따라 수백개의 GPU 클러스터 작업을 수행하면서도 에너지와 공간을 훨씬 덜 소비 할 수 있다고 주장한다 .

이러한 주장은 셀레브라 칩의 대용량 내장 메모리로 보다 복잡한 DL 훈련을 가능하게 한다 . 펠트만은 그의 대형 디자인은 또한 서로 연결된 개별 칩들보다 데이터가 칩 주위에서 약 1,000 배 빠르게 이동할 수 있다고 설명한다 .

대형 크기로 인한 문제도 발생한다 . 대부분의 컴퓨터는 공기로 열을 식히지만 , 셀레브라는 과열을 방지하기 위해 칩 가까이에서 작동하는 수도관 시스템을 설계해야했다 .

펠트만은 신약 고안 등 소수 고객들이 설계 문제를 포함 칩을 시험하고 있다고 말했다 . 그는 칩 자체가 아닌 칩을 기반으로 구축된 완전한 서버를 판매 할 계획이지만 가격이나 가용성에 대해서는 논의하지 않았다 .

대형 침을 구축하기 위해 셀레브라는 칩 제조업체 TSMC 와 긴밀하게 협력했다 . 다른 고객은 애플 (Apple) 과 엔비디아도 포함했다 . 1980 년대 초반부터 반도체 산업 분야에서 일한 TSMC 의 부사장 브래드 폴슨 (Brad Paulsen) 은 자신이 본 것 중 가장 큰 칩이라고 와이어드에서 밝혔다 .

TSMC 는 제조 장비를 조정해 대규모 연속 작업 회로판을 제작했다 . 반도체 공장으로 알려진 팹은 순수한 실리콘의 원형 웨이퍼로 칩을 만든다 . 일반적인 프로세스는 많은 칩 그리드를 웨이퍼에 놓고 웨이퍼를 슬라이스해 완성 된 장치를 만든다 .

현대식 팹은 직경이 약 12 ​​ 인치 인 300 밀리미터 크기의 웨이퍼를 사용한다 . 이러한 웨이퍼는 전형적으로 100 개 이상의 칩을 생성한다 . 폴슨은 셀레브라의 거대한 칩을 만들려면 TSMC 가 여러 개의 개별적인 그리드 대신 하나의 연속적인 디자인을 만들기 위해 장비를 조정해야한다고 설명했다 . 셀레브라 칩은 300mm 웨이퍼에서 절단 할 수 있는 가장 큰 사각형이다 .