Revolutionäre Wafer-Scale-Chips: Wie Cerebras die Welt der Supercomputer und KI verändert

Computerchips sind heiß begehrt. Nvidia zählt nun zu den wertvollsten Unternehmen der Welt, und der taiwanesische Hersteller der Nvidia-Chips, TSMC, wird als geopolitische Macht bezeichnet. Es überrascht daher nicht, dass immer mehr Hardware-Startups und etablierte Unternehmen ein Stück vom Kuchen abbekommen wollen. Eines davon ist Cerebras, das Computerchips in Tortillagröße herstellt, die mit knapp einer Million Prozessoren bestückt sind. Jeder Prozessor ist mit seinem eigenen lokalen Speicher verbunden. Die Chips sind klein, aber extrem schnell, da sie keine Informationen zu einem weit entfernten gemeinsamen Speicher transportieren müssen.

Die Verbindungen zwischen den Prozessoren sind ebenfalls schnell, was die Chips ideal für spezifische Aufgaben macht. Aktuelle Vorabstudien in zwei Bereichen – der Simulation von Molekülen und dem Training großer Sprachmodelle – zeigen, dass der Vorteil des Wafer-Scale-Designs beachtlich sein kann.

Während heutige Supercomputer Materialien mit Milliarden oder Billionen Atomen präzise modellieren können, ist ihre Geschwindigkeit begrenzt. Hier setzt Cerebras an: Durch die Zuordnung eines simulierten Atoms pro Prozessor konnten sie die Geschwindigkeit erheblich steigern. Die Ergebnisse waren beeindruckend – eine 179-fache Beschleunigung gegenüber dem Frontier-Supercomputer bei der Simulation von Tantal.

Obwohl die Chips die Modellierungsgeschwindigkeit erhöhen können, konkurrieren sie nicht in Bezug auf den Maßstab. Die Anzahl der simulierten Atome ist auf die Anzahl der Prozessoren begrenzt. Dennoch könnten neue Wafer-Scale-Supercomputer das ändern.

Abgesehen von der Modellierung physischer Welten könnten Wafer-Scale-Chips auch die Effizienz von KI verbessern. Eine separate Studie zeigte, dass ein sparse AI-Modell auf einem Cerebras-Chip erheblich energieeffizienter war und schneller lief als ein herkömmliches Modell.

Cerebras mag noch Nischenprodukte herstellen, aber ihr Einfluss auf Forschung und Entwicklung könnte signifikant sein. Die Zukunft könnte mehr wafer-skalige Chips sehen, da ihre Herstellungstechnologie perfektioniert wird.