Исследователи из Южной Кореи разработали, как утверждается, первый в мире полупроводниковый ИИ-чип, который обладает высоким быстродействием при минимальном энергопотреблении. Изделие, предназначенное для обработки больших языковых моделей (LLM), основано на принципах, имитирующих структуру и функции человеческого мозга.

В работе приняли участие специалисты Корейского института передовых технологий (KAIST). Утверждается, что при обработке модели GPT-2 новинка по сравнению с ускорителем NVIDIA A100 затрачивает в 625 раз меньше энергии и занимает в 41 раз меньше физического пространства. Таким образом, южнокорейский ИИ-чип теоретически может применяться даже в смартфонах. Чип производится по 28-нм процессу Samsung Electronics.

Источник изображений: KAIST

Отмечается, что обычно для обработки модели GPT-2 требуются ускорители на базе GPU, потребляющие около 250 Вт энергии. Разработанное изделие требует для этого всего от 40 мВт, а его размеры составляют 4,5 × 4,5 мм. Причём на выполнение операций затрачивается только 0,4 с. Чип наделён 552 Кбайт памяти SRAM. Напряжение питания варьируется от 0,7 до 1,1 В. Тактовая частота варьируется в диапазоне 50–200 МГц.

Технология, получившая название C-DNN (Complementary Deep Neural Network) позволяет использовать свёрточные нейронные сети (CNN) и импульсные нейронные сети (SNN), имитирующие процессы, которые задействованы в человеческом мозге при обработке информации. Иными словами, обучение происходит через несколько слоёв нейронных сетей, а потребление энергии варьируется в зависимости от когнитивной нагрузки. Технология минимизирует энергозатраты благодаря использованию DNN для больших входных значений и SNN для меньших. Правда, чип поддерживает максимум INT16.

Утверждается, что C-DNN является первым ускорителем, который может поддерживать распределение рабочей нагрузки CNN/SNN, используя компромисс между производительностью и энергопотреблением. Изделие обеспечивает энергоэффективность на уровне 85,8 TOPS/Вт и 79,9 TOPS/Вт для инференса с наборами данных CIFAR-10 и CIFAR-100 соответственно (VGG-16). Энергоэффективность в случае ResNet-50 составляет 24,5 TOPS/Вт. При обучении чип C-DNN демонстрирует энергоэффективность в 84,5 TOPS/Вт и 16,7 TOPS/Вт для CIFAR-10 и ImageNet соответственно. Результаты получены при напряжении 0,7 В и частоте 50 МГц.

«Нейроморфные вычисления, имитирующие функции мозга, — это технология, которую такие крупные компании, как IBM и Intel, пока по-настоящему не реализовали. Мы гордимся тем, что первыми в мире начали использовать LLM со сверхэффективным нейроморфным ускорением», — говорит руководитель проекта профессора Ю Хой-Джун (Yu Hoi-jun).

В Южной Корее готовятся создать крупный кластер ЦОД ёмкостью 1 ГВт — кампус будет построен в провинции Канвондо (Gangwon ). По данным Datacenter Dynamics, площадка расположена близ населённых пунктов Каннын и Донхэ на востоке страны и потенциально сможет вместить до 50 объектов ёмкостью 20 МВт каждый.

Это будет уже второй кампус такой ёмкости, строительство которого запланировано в Южной Корее. В прошлом году власти анонсировали создание крупного комплекса, включающего до 25 ЦОД по 45 МВт, в провинции Южная Чолла (South Jeolla). Эти дата-центры будут строиться поэтапно до 2037 года, первая фаза предусматривает возведение пяти объектов и подстанции мощностью 300 МВт к 2027 году.

Источник изображения: Daniel Bernard/unsplash.com

Как сообщают отраслевые источники, корейское Министерство торговли, промышленности и энергетики (Ministry of Trade, Industry, and Energy) поддержало проект и поможет использовать энергию, генерируемую кластером электростанций региона. В провинции находятся несколько угольных и атомных электростанций, но у них есть проблемы с транспортировкой энергии на дальние расстояния и другие ограничения.

По словам одного из источников, на восточном побережье страны имеются проблемы с малой энергоёмкостью местной инфраструктуры. Прямые продажи близлежащим ЦОД позволят электростанциям экономить около 20 % ежегодных эксплуатационных расходов. К счастью, недавно принятые законы теперь позволяют напрямую продавать энергию местным потребителям.

Правительство намерено организовать строительство ЦОД на уже существующих промышленных площадках, а также на неиспользуемой земле. Дополнительно правительство инвестирует в два ЦОД, предназначенных для поддержки разработки ИИ-чипов. Эти дата-центры будут способствовать росту новых отраслей.

Стартап Rebellions из Южной Кореи, разрабатывающий специализированные чипы для ИИ-задач, сообщил о проведении раунда финансирования Series B, в ходе которого на дальнейшее развитие привлечено $124 млн. В результате, оценочная стоимость компании достигла $658 млн.

Фирма Rebellions создаёт решения для машинного зрения, чат-ботов и больших языковых моделей (LLM). В ассортименте компании — чипы Ion и Atom, оптимизированные для ИИ-приложений. Первый создан по 7-нм техпроцессу TSMC. Он обеспечивает пиковую производительность FP16 на уровне 4 Тфлопс, а на операциях INT8 и INT4 быстродействие достигает 16 и 32 TOPS соответственно.

Источник изображения: Rebellions

В свою очередь, изделие Atom, основанное на 5-нм технологии, предназначено для обработки LLM, содержащих до 7 млрд параметров. Производительность на операциях FP16 достигает 32 Тфлопс, INT8 — 128 TOPS. Решение включает 16 Гбайт памяти GDDR6 и использует интерфейс PCIe 5.0.

Отмечается, что раунд финансирования Series B возглавил KT, второй по величине оператор мобильной связи в Южной Корее. Кроме того, средства предоставили kt cloud, Shinhan Venture Investment, Koreyla Capital, DGDV, KDB (Корейский банк развития), Noh& Partners, KB Securities, KB Investment, SV Investment, Mirae Asset Venture Investment, Mirae Asset Capital, IMM Investment, KT Investment, Seoul Techno Holdings, Oasis PE, Gyeongnam Venture Investment и SDB Investment.

Таким образом, в общей сложности Rebellions на сегодняшний день получила более $200 млн финансирования, что является рекордным показателем среди стартапов в области полупроводниковых изделий в Южной Корее. Деньги пойдут на расширение штата, укрепление положения на внутреннем и международном рынках, а также на разработку ИИ-чипа следующего поколения под названием Rebel, который создаётся совместно с Samsung.

Одна из крупнейших южнокорейских интернет-компаний Naver и местный гигант Samsung, по сообщению ресурса BusinessKorea, разработали специализированный ИИ-чип, который, как утверждается, обладает гораздо более высокой энергетической эффективностью по сравнению с другими аналогичными продуктами на коммерческом рынке. Ранее Naver из-за дефицита NVIDIA H100 вынужденно перешла на использование Intel Xeon в некоторых ИИ-задачах.

Подробностей об изделии не слишком много. Известно, что пока оно реализован посредством FPGA. Для снижения энергопотребления задействована память LPDDR, но её тип и объём не раскрываются. По имеющимся данным, новинка Samsung и Naver показывает приблизительно восьмикратный выигрыш в энергопотреблении по отношению к ускорителю NVIDIA H100. При этом не называются показатели быстродействия, а поэтому судить о производительности в расчёте на 1 Вт затрачиваемой энергии пока не представляется возможным.

Источник изображения: pixabay.com

Представители Naver, как отмечает ресурс DigiTimes, говорят, что конкурирующие ИИ-решения обычно используют 16-бит представление чисел, тогда как новый продукт Samsung и Naver оперирует 4-бит значениями, благодаря чему и достигается улучшение общих показателей. На создание изделия ушёл приблизительно год — Samsung и Naver сотрудничают над проектом с декабря 2022-го. Планируется, что новые чипы будут использоваться для поддержания работы масштабной ИИ-модели Naver HyperCLOVA X объёмом более 200 млрд параметров.

ИИ-стартап Sapeon, поддерживаемый южнокорейским телекоммуникационным гигантом SK Group, анонсировал чип X330, предназначенный для инференса и обслуживания больших языковых моделей (LLM). Изделие ляжет в основу специализированных ускорителей для дата-центров.

Sapeon заявляет, что новый нейропроцессор (NPU) обеспечивает примерно вдвое более высокую производительность и в 1,3 раза лучшую энергоэффективность, чем продукты конкурентов, выпущенные в этом году. По сравнению с предыдущим решением самой компании — Sapeon X220 — достигается увеличение быстродействия в четыре раза и повышение энергоэффективности в два раза.

Изображения: Sapeon

Новинка будет изготавливаться на TSMC по 7-нм технологии. Массовое производство запланировано на I полугодие 2024 года. На базе чипа будут предлагаться два ускорителя — X330 Compact Card и X330 Prime Card. Оба имеют однослотовое исполнение и оснащаются системой пассивного охлаждения. Для подключения применяется интерфейс PCIe 5.0 х16. Карты могут осуществлять вычисления INT8, FP8 и FP16.

Модель X330 Compact Card уменьшенной длины несёт на борту 16 Гбайт памяти GDDR6 с пропускной способностью до 256 Гбайт/с. Заявленная производительность на операциях FP8 и FP16 достигает соответственно 367 и 184 Тфлопс. Энергопотребление варьируется в диапазоне от 75 до 120 Вт. Полноразмерная модификация X330 Prime Card получила 32 Гбайт памяти GDDR6 с пропускной способностью до 512 Гбайт/с. Заявленное быстродействие FP8 и FP16 составляет до 734 и 368 Тфлопс. Энергопотребление — 250 Вт.

Группа SK в последнее время активно вкладывается в развитие ИИ, инвестируя напрямую или через дочерние структуры как в софт, так и в железо. С ней, в частности, связан ещё один южнокорейский разработчик ИИ-чипов Rebellions, также поддерживаемый правительством страны, которое намерено к 2030 году довести долю отечественных ИИ-чипов в местных дата-центрах до 80 %. Делается это для того, чтобы снизить зависимость от иностранных решений и избежать дефицита. Сама же Sapeon готовит ещё минимум два поколения своих чипов.

Спрос на ИИ-ускорители NVIDIA так высок, что производитель чипов не может удовлетворить его в полной мере. В результате, как сообщает The Korean Economic Daily, создатель ведущего поискового портала Южной Кореи — компания Naver Corporation — для ряда ИИ-нагрузок перешла с использования ускорителей NVIDIA на Intel Xeon Sapphire Rapids, как из-за дефицита, так и по причине роста цен на продукцию.

По данным СМИ, Naver Corp. начала использовать решения Intel для ИИ-серверов картографического сервиса Naver Place. Корейский IT-гигант использует ИИ-модель для распознавания ложных данных в случаях, когда пользователи ведут поиск по ключевым запросам вроде «ближайшие рестораны» в приложении Naver Map. Ранее именно продукты NVIDIA применялись для обработки таких данных. Впрочем, речь идёт в первую очередь об инференсе, а для обучения моделей компания всё равно вынуждена использовать ИИ-ускорители.

Приобрести ИИ-ускорители NVIDIA, включая H100, стало очень сложно, а цены на последние с начала года выросли в Южной Корее вдвое. Но даже если у вас есть средства, время с момента размещения заказа на ускорители до их получения уже увеличилось до 52 недель, так что быстро обновить парк серверов не выйдет. При этом ускорители способны справляться с ИИ-задачами на порядок быстрее CPU.

Источник изображения: Naver

Как утверждают отраслевые эксперты, Intel усовершенствовала технологии работы с ИИ-системами, желая угодить клиентам, ищущим альтернативы ускорителям NVIDIA. Например, Naver в течение месяца тестировала ИИ-сервер на основе процессоров компании перед его вводом в эксплуатацию. Вероятно, южнокорейский IT-гигант продолжит использовать CPU Intel новых поколений.

По мнению экспертов, сотрудничество Naver и Intel может привести к ослаблению позиций NVIDIA на рынке чипов для ИИ-вычислений. По некоторым данным, Microsoft объединила усилия с AMD, чтобы помочь последней в экспансии на рынке ИИ-процессоров. Компании сотрудничают для конкуренции с NVIDIA, контролирующей около 80 % мирового рынка ИИ-чипов.

Власти Южной Кореи планируют построить на территории страны кампус, вмещающий более 20 ЦОД общей ёмкостью 1 ГВт. По данным DataCenter Dynamics, строительство будет вестись в три этапа до 2037 года. Общие инвестиции в проект могут составить около $7,5 млрд.

Информацию о проекте обнародовал отдел Министерства торговли, промышленности и энергетики Южной Кореи, курирующий новые отрасли промышленности и распределённую энергетику. По данным чиновников, масштабный кампус в провинции Южная Чолла будет вмещать до 25 ЦОД мощностью 40 МВт каждый. В министерстве заявили, что провинцию сочли наилучшей для реализации подобного проекта с использованием в перспективе 100 % возобновляемой энергии — здесь её довольно много и пока имеются свободные мощности.

Фото: Martin Bennie / Unsplash

К 2027 году построят пять корпусов и 300-МВт подстанцию для них, ещё пять и вторую подстанцию — к 2032 году, а последние восемь ЦОД должны быть готовы к 2037 году. Меморандум о взаимопонимании министерство подписало с местными властями, Korea Electric Power Corporation, Jeonnam Development Corporation, а также семью инвестиционными компаниями, включая Samsung C&T, LG CNS, NH Investment & Securities, Bosung Industry, TGK Co. Ltd., Korea DRD и Deus Systems.

По данным представителей правительства, власти не поскупятся на политическую, энергетическую и административную поддержку нового проекта, соответствующего требованиям Международной программы по распространению возобновляемой энергии (RE100). По имеющимся данным, к концу предыдущего года совокупная мощность солнечных электростанций в Южной Корее достигла 20,9 ГВт, из которых 8,8 ГВт (более 40 %) — в провинции Южная Чолла.

Корпорация Intel, по сообщению ресурса Businesskorea, планирует открыть в Сеуле (Южная Корея) специализированную лабораторию для тестирования компонентов для дата-центров. Ожидается, что новая исследовательская площадка начнёт функционировать до конца текущего года.

Информации о размере лаборатории и планируемой численности персонала пока нет. Но известно, что Intel в рамках данной инициативы намерена взаимодействовать с южнокорейскими поставщиками серверных компонентов — прежде всего с Samsung и SK hynix. Речь идёт о тестировании передовых типов памяти, в том числе DRAM с поддержкой стандарта Compute Express Link (CXL) и DDR5.

«ЦОД-лаборатория в Сеуле будет играть важную роль в проверке и сертификации памяти DRAM для использования в оборудовании с процессорами Intel. Ожидается, что Intel в рамках новой исследовательской площадки начнёт более тесно сотрудничать с Samsung Electronics и SK hynix», — заявили осведомлённые лица.

Источник изображения: Intel

Отмечается также, что Intel намерена открыть в общей сложности шесть новых лабораторий. Помимо Южной Кореи, такие структуры появятся в США, Мексике, Китае, Тайване и Индии. Все они сосредоточатся на работах, связанных с полупроводниковыми и другими компонентами для серверов. Вместе с тем компания отказалась от проекта огромной лаборатории по разработке систем охлаждения для ЦОД будущего, который оценивался в $700 млн.

Для Intel важно укрепление позиций на рынке ЦОД. Дело в том, что выручка корпорации в соответствующем сегменте сокращается. По итогам I четверти 2023 финансового года группа Datacenter and AI Group (DCAI) показала снижение продаж в годовом исчислении на 39 % — с $6,1 млрд до $3,7 млрд. Операционные убытки составили $518 млн против $1,4 млрд прибыли годом ранее.

Samsung SDS, подразделение IT-сервисов и облачных услуг южнокорейского гиганта, по сообщению ресурса Datacenter Dynamics, открыло в Южной Корее новый ЦОД для организации HPC-вычислений. Планируется, что платформа Samsung Cloud Platform (SCP) станет доступна более широкому кругу клиентов. В глобальном масштабе Samsung SDS оперирует 17 дата-центрами.

В рамках программы по расширению облачных услуг Samsung запустила свой третий южнокорейский дата-центр: он расположен в Донтане в провинции Кёнгидо (Gyeonggi-do). Это, как утверждается, первый в стране специализированный ЦОД для HPC-задач, спроектированный с прицелом на ИИ-приложения и анализ больших данных. Площадка получила название Dongtan IDC.

Источник изображения: Samsung SDS

Дата-центр сейчас включает четыре зала. Коэффициент энергоэффективности PUE равен 1,1 — используется естественное охлаждение благодаря ветрам и прохладному климату. Введя этот ЦОД в эксплуатацию, компания рассчитывает сократить выбросы парниковых газов на 21 443 т к 2035 году. Показатели мощности ЦОД не раскрываются. Отмечается, что Dongtan IDC — это единственный кампус в Южной Корее, который предлагает взаимное резервирование между тремя дата-центрами, что обеспечивает ему дополнительную избыточность.

Южнокорейское Министерство науки и информационных технологий ввело в эксплуатацию новый суперкомпьютер вычислительной мощностью 35 Пфлопс и стоимостью почти $35 млн. Как сообщает DataCenter Dynamics, суперкомпьютер расположен в ЦОД Research Data Center хаба AI Innovation Hub, находящегося на территории кампуса Университета Кореи в Сеуле, и предназначен для решения научных задач.

По данным издания, в спонсируемом государством проекте принимает участие 631 учёный и ислледователь. Одновременно нагружать суперкомпьютер задачами смогут порядка 100 исследователей. В министерстве считают, что новый проект поможет Южной Корее поддерживать на должном уровне вычислительные мощности в быстро меняющемся ИИ-секторе. По словам представителя министерства, власти не пожалеют ресурсов на поддержку исследований в этой сфере.

Источник изображения: Ciaran O'Brien/unsplash.com

В 2021 году Южная Корея объявила о намерении создать собственные чипы, которые впоследствии станут основой отечественных серверов и суперкомпьютеров. Речь в том числе про ИИ-ускорители, развитие которых было, в частности, поручено SK Group (Sapeon), Rebellions, FuriosaAI — все три компании уже анонсировали свои решения, а SK не так давно удвоила производительность своего ИИ-суперкомпьютера Titan.