IBM Telum – двухчиповый процессор с 22 миллиардами транзисторов на 17 слоях

23 августа 2021 года компания IBM раскрыла технические подробности готовящегося к выпуску нового процессоре Telum. Микропроцессор разработан на базе 7 нм технологии и содержит 8 процессорных ядер с тактовой частотой более 5 ГГц. При этом каждое ядро имеет кэш-память 2 уровня объемом 32 МБ. Кэш-память второго уровня составляет в виртуальную кеш-память 3 уровня объемом 256 МБ и затем преобразуется в кеш-память 4 уровня объемом 2 ГБ. Двухчиповый модуль содержит 22 миллиарда транзисторов, 19 миль соединений на 17 металлических слоях. Запуск производства запланирован на первую половину 2022 года.

Процессор рассчитан на решение задач, связанных с глубоким обучением и, в частности, для борьбы с мошенничеством при осуществлении денежных переводов. Согласно информационному бюллетеню Consumer Sentinel Network Databook Федеральной торговой комиссии США за 2020 год потребители сообщили о более 2 миллионах случаев мошенничества и потерях более $3,3 млрд долларов в 2020 году (в 2019 году было $1,8 млрд потерь).

Из-за задержек обнаружение мошенничества часто невозможно выполнить в реальном режиме времени. Это дает злоумышленнику возможность приобретать товары с помощью украденной кредитной карты до того, как розничный торговец узнает о мошенничестве. Telum – первый процессор IBM, который обладает встроенной функцией ускорения систем искусственного интеллекта (ИИ), используемого для он-лайн проверки транзакций.

Один международный банк использует процессоры IBM серии Z и алгоритмы искусственного интеллекта для авторизации кредитных карт. В результате банк может обнаружить мошенничество прямо во время авторизации. В будущем этот клиент поставил цель достижения времени отклика менее миллисекунды, используя алгоритмы ИИ с глубоким обучением, сохраняя при этом объем обработки операций и пропускную способность, необходимые для оценки до 100 000 транзакций в секунду, что почти в 10 раз больше, чем они могут сегодня достигнуть. Для проверки каждой транзакции на предмет мошенничества клиенту требуется согласованное и надежное время отклика на логический вывод с низкой задержкой, исчисляемыми миллисекундами. Telum как раз разработан для удовлетворения таких требований, в частности, для масштабного выполнения транзакций с использованием ИИ.

Вместе с тем, Telum рассчитан не только для банковской сферы. Он входит в линейку процессоров серии Z, в которые встроены ускорители для повышения производительности при решении общих задач. Telum имеет интегрированный ускоритель искусственного интеллекта с вычислительной мощностью более 6 терафлопс на чип. Каждое ядро имеет доступ к этому ускорителю и может динамически использовать всю вычислительную мощность для минимизации задержки вывода. Благодаря централизованной архитектуре ускорителя с прямым подключением к инфраструктуре кэш-памяти, Telum обладает чрезвычайно низкой задержкой ввода-вывода данных и предназначен для задач, чувствительных ко времени отклика. В планах компании увеличить производительность системы до 200 TFLOP.

В традиционных информационных системах вычисления выполняются путем многократной передачи инструкций и данных между памятью и процессорами. Но рабочие нагрузки ИИ имеют гораздо более высокие требования и работают с большими объемами данных. Поэтому, когда вы внедряете ИИ в рабочие процессы, критически важно иметь гетерогенную систему, состоящую из ядер центрального процессора (ЦП) и ИИ, тесно интегрированных в один и тот же чип для передачи данных с очень малой задержкой.

Telum предлагает именно это: тесная связь двух типов ядер ЦП и ИИ помогает облегчить быстрый обмен данными, позволяя обрабатывать десятки тысяч транзакций в секунду. Чип, как уже отмечалось, содержит восемь процессорных ядер (с возможностью масштабирования до 32 чипов) с тактовой частотой более 5 ГГц, оптимизированных под нагрузку корпоративного уровня.

В Telum также заложены новшества в области безопасности с прозрачным шифрованием основной памяти. Используемая технология Telum Secure Execution разработана для виртуальных серверов, а также для обработки конфиденциальных данных в архитектурах гибридных облаков.

Ниже приводим два поясняющих видео от Кристиана Якоби (Christian Jacobi) – ведущего инженера компании направления IBM Z.

Видео: IBM Telum: процессор нового поколения IBM серии Z

Видео: IBM Telum процессор для deep learning задач

Пара предложений о будущем. Отделение IBM Research недавно объявило о разработке 2 нм технологии для своих микропроцессоров. Впереди планка 50 миллиардов транзисторов в чипе размером с ноготь.

Статья основана на материалах:

В материале также использованы фотографии Конни Чжоу (Connie Zhou)

Дата-центр ITSOFT – размещение и аренда серверов и стоек в двух ЦОДах в Москве; colocation GPU-ферм и ASIC-майнеров, аренда GPU-серверов. Лицензии связи, SSL-сертификаты. Администрирование серверов и поддержка сайтов. UPTIME за последние годы составляет 100%.