전례없는 초대형 칩이 인공지능(AI) 연산 가속과 범용 인공지능(AGI) 혁신을 목표로 등장했다. 1조2천억개 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 22센티미터 크기로 아이패드 자체보다 더 크다. 셀레브라는 인간 수준 범용 인공지능(AGI)를 개발하는 기술 회사에 칩을 제공 할 계획이다.

AI의 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 35만 달러가 소요될 수 있다. 영리 목적의 AI연구소 오픈AI(OpenAI)는 2012년에서 2018년 사이 AI연구의 컴퓨팅 성능이 약 3개월 반마다 두 배씩 증가했다고 추정했다.

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

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

셀레브라 칩은 엔비디아의 가장 강력한 서버GPU의 56배 이상 성능을 표방했다. 앤드류 펠트만(Andrew Feldman) 셀레브라 설립자 겸 CEO는 이 거대한 프로세서가 현재 작업에 따라 수백개의 GPU클러스터 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 1,000배 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 TSMC와 긴밀하게 협력했다. 다른 고객은 애플(Apple)과 엔비디아도 포함했다. 1980년대 초반부터 반도체 산업 분야에서 일한 TSMC의 부사장 브래드 폴슨(Brad Paulsen)은 자신이 본 것 중 가장 큰 칩이라고 와이어드에서 밝혔다.

TSMC는 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 300밀리미터 크기의 웨이퍼를 사용한다. 이러한 웨이퍼는 전형적으로 100개 이상의 칩을 생성한다. 폴슨은 셀레브라의 거대한 칩을 만들려면 TSMC가 여러 개의 개별적인 그리드 대신 하나의 연속적인 디자인을 만들기 위해 장비를 조정해야한다고 설명했다. 셀레브라 칩은 300mm웨이퍼에서 절단 할 수 있는 가장 큰 사각형이다.