全球首款3D晶圆级封装处理器IPU发布突破7nm制程极限为社会带来新一代芯片强国的竞争力提升

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,这款新一代的处理器性能提升40%,能耗比提升16%,电源效率也增加了16%。值得注意的是,Bow IPU并没有采用更先进的制程,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)来实现性能和能耗比的提升。这使得Bow成为全球首款采用这种技术的处理器。

Graphcore成立于2016年,其IPU架构被誉为计算机历史上的第三次变革。经过六年的发展,Graphcore在金融、医疗、通信、机器人等领域取得了一定的成效。本次发布的第三代IPU相对于上一代M2000,性能提高40%,每瓦性能提升16%,即能耗比实现16%的提升。

在图像识别方面,无论是CNN网络还是近期热门的Vision Transformer网络,以及深层文本到图片网络,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,也有显著表现,并且转换到实际模型中的吞吐量与上一代相比,有着显著提升。

作为英伟达的一大竞争对手,Graphcore推出了与DGX-A100对比实验数据表明,在EfficientNet-B4训练中,从70小时缩短至14小时左右,即使是在相同价格水平下,Bow Pod16提供了更高效率和更快速度。

关于如何实现接近理论极限性能提升的问题,从芯片规格看,单个封装中拥有超过600亿个晶体管,是世界上第一款基于台积电7nm工艺制程3D Wafer-On-Wafer处理器,对应350 TeraFLOPS的人工智能计算能力,是MK2 IPU的一倍多。而且,在同样的工艺制程下,没有改变,只是通过3D封装和新增Die来获得额外增益。

卢涛大中华区总裁兼全球首席营收官表示,由于从7nm到5nm或其他更先进节点所带来的收益不再如以往那么显著,因此选择改变封装方式而非采用更先进工艺,以此达到同样效果。他还提到了台积电合作,并强调了软件兼容性,不需要修改任何代码即可使用新设备,同时保持原价不变。

目前,本产品已经得到美国国家实验室Pacific Northwest正面反馈,他们正在尝试使用该设备进行Transformer模型以及图神经网络研究,以便应用于计算化学和网络安全领域。此外,该公司还正在研发名为Good Computer的大型超级智能机器,将包含8192个IPU,可以提供超过10 Exa-Flops AI算力,并支持500万亿参数规模的人工智能模型开发。