北斗芯片引领社会变革全球首款3D晶圆级封装处理器IPU突破7nm制程极限

在英国的AI芯片公司Graphcore于本周四正式发布了其第三代IPU产品Bow,这款新型处理器不仅性能提升40%且能耗比提高16%,而且价格保持不变。值得注意的是,Bow IPU并未采用更先进的7nm制程,而是通过台积电共同开发的先进硅晶圆堆叠技术(3D Wafer-on-Wafer)来实现性能和能效的提升。

Bow作为全球首款3D WoW处理器,证明了从先进制程向先进封装转移性能提升范式的可行性。它拥有超过600亿个晶体管,具有350 TeraFLOPS的人工智能计算能力,是上一代MK2 IPU的1.4倍。这使得Bow IPU成为了社会领域中一个重要创新,为金融、医疗、电信、机器人、云和互联网等领域提供了强大的支持。

Graphcore自成立以来,就致力于打破传统CPU和GPU架构限制,其IPU系统以创新的架构被誉为计算机历史上的第三次革命。在图像识别方面,无论是CNN网络还是近期热门的Vision Transformer网络,与上一代产品相比,Bow IPU都有30%到40%的性能提升。在BERT训练模型方面,也取得了显著成绩。

Graphcore中国工程副总裁兼AI算法科学家金琛表示,“我们可以看到,这些模型在我们的最新硬件形态上都有很大的性能提升。”同时,在实际应用场景中,比如ResNet50 和 EifficientNet-B4 训练模型中的吞吐量,都有34%和39%的性能提升。此外,对于自然语言任务,如BERT-Large Ph1 预训练模型和语音识别Conformer Large 训练模型,也表现出36%吞吐量提升。

与英伟达A100对比实验表明,在EfficientNet-B4 backbone训练上,只需14小时,而A100需要70小时。这种接近理论极限的性能提升,使得Graphcore Bow IPU成为行业内瞩目的焦点之一。

尽管没有采取5nm或更高级工艺,但通过3D封装技术实现了同样的效果。这正验证了吴汉明院士提出的如果将芯片制造与封装结合,可以实现类似效果的情况。而卢涛大中华区总裁兼全球首席营收官则解释称,从7nm到5nm或更小工艺节点所带来的收益已经降低到了20%,因此采用其他方法获得相同收益更加经济有效。

此外,虽然价格保持不变,但老用户无需进行任何软件适配工作即可享受新产品带来的优势。目前,一些美国国家实验室已经开始基于Bow IPU进行一些特定应用,并给出了正面的反馈。

未来,Graphcore正在开发名为Good Computer的一款超级智能机器,它将包含8192个IPU,提供超过10 Exa-Flops的人工智能算力,以及4 PB存储空间,以支持500万亿参数规模的人工智能模型开发。预计Good Computer将在100万美元至1.5亿美元之间售价,不断推动AI技术发展,为社会带来更多革新。