燧原科技亮相Hot Chips大會(huì )，詳解邃思芯片架構

近日燧原科技在一年一度的Hot Chips大會(huì )上由首席架構師劉彥和資深芯片設計總監馮闖一起介紹了第一代云端訓練芯片“邃思1.0”的架構細節。Hot Chips是全球高性能微處理器和集成電路相關(guān)的重要會(huì )議之一，芯片行業(yè)巨頭每年都借此機會(huì )展示自己公司的最新成果，包括處理器體系結構，基礎架構計算平臺，內存處理等各類(lèi)技術(shù)。

燧原科技第一代通用人工智能訓練芯片“邃思1.0”封裝示意圖

邃思1.0是燧原科技2019年12月發(fā)布的第一代云端AI訓練芯片，采用眾核結構，其計算核心采用了燧原科技自研的GCU-CARE計算引擎。整個(gè)SOC擁有32個(gè)GCU-CARE計算引擎，組成4個(gè)計算群組，全面支持常見(jiàn)AI張量數據格式（FP32/FP16/BF16, INT8/INT16/INT32），更全面地支撐客戶(hù)業(yè)務(wù)。CARE還創(chuàng )新地通過(guò)復用張量核心，用最有效的晶體管效率提供了標量、向量、張量以及多種數據精度的計算能力。

GCU-DARE數據架構，面向數據流優(yōu)化，在數據流動(dòng)中進(jìn)行處理。512GB/s的HBM和200GB/s的GCU-LARE互聯(lián)，數倍于傳統GPU、CPU；強勁的分布式片上共享緩存，提供10TB/s的超大帶寬；可編程共享緩存，可控線(xiàn)程內、線(xiàn)程間數據常駐共享，消除不必要的IO訪(fǎng)問(wèn)，既降低了數據訪(fǎng)問(wèn)延時(shí)，又節約了寶貴的IO帶寬；同時(shí)，DARE架構還提供數據異步加載接口，支持數據與運算的流水執行，提高運算并行度。

四路 GCU-LARE智能互聯(lián)，200GB/s的高速低延時(shí)片間互聯(lián)接口，靈活支持不同規模的計算需求，可支持千卡級規模集群，為大中小型數據中心提供基于不同需求的人工智能訓練產(chǎn)品組合。

“邃思1.0”SOC

邃思1.0人工智能加速芯片專(zhuān)為云端訓練場(chǎng)景設計，支持CNN、RNN、LSTM、BERT等常用人工訓練模型，可用于圖像、流數據、語(yǔ)音等訓練場(chǎng)景。采用標準PCIe 4.0接口，廣泛兼容主流AI服務(wù)器，可滿(mǎn)足數據中心大規模部署的需求，且能效比領(lǐng)先。

演講的最后部分，劉彥還介紹了上個(gè)月剛剛在世界人工智能大會(huì )上發(fā)布的“邃思2.0”訓練芯片。經(jīng)過(guò)全新升級迭代后，邃思2.0的計算能力、存儲和帶寬、互聯(lián)能力較第一代訓練產(chǎn)品有巨大提升，對超大規模的模型支持能力獲得顯著(zhù)增強。由此，燧原科技成為國內首家發(fā)布第二代人工智能訓練產(chǎn)品組合的公司。

邃思2.0進(jìn)行了大規模的架構升級，針對人工智能計算的特性進(jìn)行深度優(yōu)化，夯實(shí)了支持通用異構計算的基礎；支持全面的計算精度，涵蓋從FP32、TF32、FP16、BF16到INT8，單精度FP32峰值算力達到40 TFLOPS，單精度張量TF32峰值算力達到160 TFLOPS。同時(shí)搭載了4顆HBM2E片上存儲芯片，高配支持64 GB內存，帶寬達1.8 TB/s。GCU-LARE也全面升級，提供雙向300 GB/s互聯(lián)帶寬，支持數千張云燧CloudBlazer加速卡互聯(lián)，實(shí)現優(yōu)異的線(xiàn)性加速比。

燧原科技第二代通用人工智能訓練芯片“邃思2.0”

而同步升級的馭算TopsRider軟件平臺，成為燧原科技構建原始創(chuàng )新軟件生態(tài)的基石。通過(guò)軟硬件協(xié)同架構設計，充分發(fā)揮邃思2.0的性能；基于算子泛化技術(shù)及圖優(yōu)化策略，支持主流深度學(xué)習框架下的各類(lèi)模型訓練；利用Horovod分布式訓練框架與GCU-LARE互聯(lián)技術(shù)相互配合，為超大規模集群的高效運行提供解決方案。開(kāi)放升級的編程模型和可擴展的算子接口，為客戶(hù)模型的優(yōu)化提供了自定義的開(kāi)發(fā)能力。