全球首款3D晶圆级封装处理器IPU在生物芯片领域的社会应用中突破7nm制程极限

在英国的AI芯片公司Graphcore于本周四宣布了其第三代IPU产品Bow,这款新产品是面向客户直接发货的。与前一代相比,Bow IPU性能提升40%,能耗比提升16%,电源效率也得到了16%的提高。这一次性能提升并非主要依赖更先进的制程技术,而是通过采用台积电共同开发的先进硅晶圆堆叠技术(3D Wafer-on-Wafer)实现。

Bow IPU作为世界上首款3D WoW处理器,证明了从传统先进制程到先进封装技术进行性能提升转变的可行性。Graphcore成立于2016年,以全新的类型处理器架构IPU而闻名,并被英国半导体之父Hermann Hauser誉为计算机历史上的第三次革命。

经过六年的发展,Graphcore在金融、医疗、通信、机器人、云和互联网等多个领域取得了一定的成效。本次推出的第三代IPU系统不仅保持了高性能,还进一步降低了能耗。对于不同应用场景,Graphcore提供了详细的性能数据显示,在图像识别任务中,比如CNN网络和近期流行的Vision Transformer网络,以及深度学习文本到图片模型,与上一代相比有30%-40%以上的性能提升。

此外,在BERT训练模型方面,也有显著提升。Goldman Sachs甚至预测,这种突破性的设计将改变未来几十年的芯片制造业格局。在中国工程院院士吴汉明的一次演讲中,他提出了使用3D封装来达到65nm工艺制程中的40nm工艺制程级别效果,这正好验证了Bow IPU产品所展示出的可能性。

值得注意的是,即便选择改变封装方式而不是采用更先进工艺节点,如从7nm到5nm或3nm,都能够获得同样程度的大幅收益。而且,由于AI处理器规模较大,因此需要一些新技术支持来落地。此时,从台积电角度看,也需要合作伙伴一起推动新技术。此举无疑标志着行业正在寻找新的增长点以超越摩尔定律带来的限制。

尽管如此,价格保持不变,使得老用户可以无需做任何软件适配工作即可享受到更新后的设备。此外,美国国家实验室Pacific Northwest已经开始尝试基于Bow IPU进行Transformer模型以及图神经网络相关研究,对其给予正面的反馈。这使我们对未来的智能计算趋势充满期待,因为Graphcore正在研发一个超级智能机器Good Computer,它将包含8192个IPU,为超过500万亿参数规模的人工智能模型提供支持,并预计价格介于100万美元至1.5亿美元之间。