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引言
& }2 U: ^* Z6 m" z, H4 b- ~在企業(yè)計算領(lǐng)域不斷演進的背景下,IBM 通過其最新產(chǎn)品——IBM Telum II 處理器和 IBM Spyre 加速器芯片繼續(xù)推動創(chuàng)新的邊界。這些尖端技術(shù)旨在滿足商業(yè)應(yīng)用中人工智能(AI)日益增長的需求,提供性能、效率和安全性。本文將幫助了解這些新技術(shù)的細節(jié)及其潛在影響,探討這些創(chuàng)新如何改變企業(yè)計算格局。
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0 h5 X0 e5 u" w2 nIBM 大型機的力量
7 T7 f4 I* r4 _+ t0 {在深入探討新硬件的具體細節(jié)之前,了解 IBM 大型機在當(dāng)今金融生態(tài)系統(tǒng)中的關(guān)鍵作用非常必要。根據(jù)最新研究,估計 70% 的全球交易(按價值計算)通過 IBM 大型機進行處理。這一驚人的統(tǒng)計數(shù)據(jù)凸顯了大型機技術(shù)持續(xù)創(chuàng)新對支持全球經(jīng)濟的重要性。
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此外,IBM 大型機以可靠性著稱,可用率高達 99.999999%。這種可靠性對于需要持續(xù)運行且無法承受系統(tǒng)故障的企業(yè)來說極為關(guān)鍵。2 [2 k) s1 w- W" j& r7 e' X! d
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IBM Telum II 處理器簡介
8 Y& ^$ K" g" E" N, sIBM Telum II 處理器代表了大型機計算技術(shù)的重大飛躍。設(shè)計用于支持每秒數(shù)百萬次交易的 AI 處理,這一能力在當(dāng)今數(shù)據(jù)驅(qū)動的商業(yè)環(huán)境中變得越來越重要。+ b( I, A7 O. u8 ]# _2 J
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Telum II 的主要特點
8 R% V' t9 U3 B' n2 ~6 w1. 增強的中央計算復(fù)合體:Telum II 比前代產(chǎn)品有多項改進,包括:' M1 o0 V( f$ l" u$ f
分支預(yù)測增強重命名寄存器容量增加(從 128 增至 160)改進的存儲回寫和地址轉(zhuǎn)換面積減少 20%功耗降低 15%2 Y# I$ {3 {4 V4 a
( v8 d0 l+ l$ c; ]. q2. 擴展的緩存系統(tǒng):處理器具有:
8 r/ x- q4 ]1 \: |3 j# a6 t10 個 L2 緩存,每個 36MB,訪問時間 3.6ns360MB 虛擬 L3 緩存,訪問時間 11.5ns2.8GB 虛擬 L4 緩存,訪問時間 48.5ns片外帶寬提高 30%Drawer 到 Drawer 的加密,增強安全性 e1 h2 x8 r4 f3 n
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圖 1:說明 Telum II 中央計算復(fù)合體和 L2 緩存系統(tǒng)的改進,突出了處理能力和內(nèi)存訪問的顯著增強。
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- K r% `3 N& V5 U y1 D3. 先進的制造工藝:Telum II 采用 5nm 技術(shù)制造,實現(xiàn):8 X: ]7 K: m* ~* @2 N
每核心最高 5.5 GHz 時鐘速度插槽性能提升 20%處理器功耗降低 18%
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4. 創(chuàng)新的電壓控制:處理器incorporates一個復(fù)雜的電壓控制回路系統(tǒng),包括:1 h( }" z" Z# F' k
細粒度電壓測量線路工作負載監(jiān)控功能與電源轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)緊密耦合
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u) {. V. ~. F+ v% s1 o圖 2:展示Telum II 電壓控制回路實現(xiàn)的效率提升,說明在各種工作負載利用率下的較低功耗。' e' c! Z/ W, D _
2 L: O% G3 \- Z( [7 N/ _5. 片上數(shù)據(jù)處理單元(DPU):Telum II 具有專用 DPU 用于 I/O 加速,包括:
9 D7 l5 x. }$ j0 T4 個處理集群每個集群 8 個定制微控制器與整體緩存系統(tǒng)的連貫連接專用 I/O 加速邏輯隊列管理器,用于高效的工作調(diào)度和傳輸
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! m6 _0 ^) K# G; H, L0 V圖 3:概述片上數(shù)據(jù)處理單元(DPU)的結(jié)構(gòu),突出其組件和互連,用于高效的 I/O 處理。( @% Y1 O( q6 j1 h* t
2 @/ Y/ x/ g: H: `8 j) i6 Y2 B6. 大規(guī)模擴展 I/O 子系統(tǒng):Telum II 支持:8 r, j8 `: a0 z# n& x5 l& o: W
在一個連貫的 SMP 系統(tǒng)中最多 32 個處理器12 個 I/O 擴展 Drawer,每個有 16 個 PCIe 插槽單個系統(tǒng)中總共最多 192 個 PCIe 卡& W* ~- @2 i' A' g
0 G. M& ~" A' `7 U- i# |( ^Telum II 中的 AI 加速
- T: g7 t( G. a6 U" l+ pTelum II 最顯著的進步之一是其增強的 AI 能力。處理器包含針對傳統(tǒng) AI 模型優(yōu)化的片上 AI 加速器,能夠支持各種企業(yè)用例:, T# J9 t+ V' x# h3 }8 s
清算結(jié)算合規(guī)檢查保險理賠處理欺詐檢測* Y% P1 h$ F2 s( H. d
y- h; e4 Z) P H6 ]Telum II 中的 AI 加速器提供:
; n P' o- H* H$ U1 S每芯片 24 TOPS(每秒萬億次運算)每 Drawer 192 TOPS每系統(tǒng) 768 TOPS作為 CISC 指令集成,實現(xiàn)無縫操作支持 INT8 和 FP16 數(shù)據(jù)類型* p* t2 y" z# a5 b! d5 u/ Z
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8 r( R, c$ c2 J8 p$ P& I圖 4:展示Telum II 處理器的 AI 加速能力,突出其 TOPS 性能和系統(tǒng)集成。
: z) `, m+ ?9 L. F: E7 uIBM Spyre 加速器簡介
5 K7 ^7 X; E0 ]5 ]9 BTelum II 的片上 AI 加速器令人印象深刻,但 IBM 通過引入 IBM Spyre 加速器進一步推進了 AI 加速。這種專用芯片旨在處理更復(fù)雜的 AI 模型和工作負載,補充了 Telum II 的能力。
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5 h8 T$ k }8 m9 W! ?/ E5 {IBM Spyre 加速器的主要特點7 D3 H+ d4 j1 a) @, l
1. 強大的性能:Spyre 加速器提供:" N1 K+ T5 q! J- v) C4 J7 s
超過 300 TOPS 的計算能力75W 功耗,采用 PCIe gen5 x16 適配器128GB LPDDR5 內(nèi)存
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) j& S# ^& l ~$ T( c2. 創(chuàng)新的核心設(shè)計:加速器具有:
. ~7 A' j# E: Z+ ?* t2 E0 n6 y32 個核心,每個配備 2MB 暫存器55%+ 有效 TOPS 利用率獨特的 "corelet" 結(jié)構(gòu),用于高效數(shù)據(jù)移動8 i, t! c$ R" F( p7 q6 Q: B) x
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圖 5:說明 IBM Spyre 加速器的核心和 corelet 結(jié)構(gòu),展示其創(chuàng)新設(shè)計,實現(xiàn)高效 AI 計算。
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3. 高速互連:Spyre 加速器利用:
0 K1 ]& s% P2 ]: y3 g; \32B 雙向環(huán)連接核心200GB/s LPDDR5 連接到暫存器環(huán)128B 雙向環(huán)連接暫存器& J/ L, ]/ g; N$ S0 o
+ J3 w) Q- s) ^$ @4. 可擴展性:Spyre 加速器設(shè)計用于集群部署:$ k- \+ j8 o V* z6 u2 N, g
I/O Drawer 中的 8 張卡形成一個邏輯集群每個集群總共 1TB 內(nèi)存1.6TB/s 聚合內(nèi)存帶寬# v% a; b8 Y5 m: J4 S) }0 E) r( B2 ^
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5. 先進制造:采用三星 5LPE 技術(shù)制造,Spyre 加速器擁有:
4 v5 A h3 r: c( [2 j260 億晶體管330 平方毫米芯片面積14 英里線路% x7 A1 O) A4 _9 [
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0 q$ t' n( L8 Q& T3 E3 Y, x6 e' R圖 6:比較 Telum II 處理器和 Spyre 加速器的制造細節(jié),突出兩種芯片使用的先進技術(shù)。: O! [5 I7 `/ H2 M1 O! Y, t+ c. a1 |
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AI 用例和應(yīng)用* |( ]7 A( @0 c2 x8 L0 ^
Telum II 處理器和 Spyre 加速器的結(jié)合為企業(yè)環(huán)境中的各種 AI 應(yīng)用提供了支持。這些技術(shù)支持 AI 的整體方法,允許企業(yè)利用傳統(tǒng)和更復(fù)雜的 AI 模型用于各種用例:增強欺詐檢測:通過結(jié)合 Telum II 的片上 AI 加速器和更強大的 Spyre 加速器,金融機構(gòu)可以實施復(fù)雜的欺詐檢測系統(tǒng),實時分析交易。生成式 AI:Spyre 加速器的高性能使其適合運行大型語言模型和其他生成式 AI 應(yīng)用,為內(nèi)容創(chuàng)建和數(shù)據(jù)分析開創(chuàng)了新的可能性。代碼轉(zhuǎn)換和輔助:開發(fā)人員可以受益于 AI 驅(qū)動的代碼建議、解釋和轉(zhuǎn)換工具,提高生產(chǎn)力和代碼質(zhì)量。系統(tǒng)管理:AI 助手可以通過提供智能建議來簡化 IT 操作,包括系統(tǒng)配置、故障排除和優(yōu)化。合規(guī)和風(fēng)險管理:先進的 AI 功能可以應(yīng)用于自動化合規(guī)檢查,并增強各行業(yè)的風(fēng)險評估流程。
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結(jié)論
8 l6 D+ l. G9 X6 I5 t, gIBM Telum II 處理器和 IBM Spyre 加速器代表了企業(yè)計算和 AI 加速的重大進步。通過將高性能傳統(tǒng)計算與專用 AI 硬件相結(jié)合,IBM 使企業(yè)能夠?qū)崟r應(yīng)對日益復(fù)雜的挑戰(zhàn)。* S2 b% o( ?' r `7 V
& Q9 O' y" z2 B8 @0 y這些創(chuàng)新將改變金融、保險、軟件開發(fā)和 IT 運營等多個行業(yè)。隨著 AI 在商業(yè)運營中繼續(xù)發(fā)揮關(guān)鍵作用,以前所未有的速度處理海量數(shù)據(jù)并做出智能決策的能力將成為關(guān)鍵的競爭優(yōu)勢。
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IBM Spyre 加速器目前處于技術(shù)預(yù)覽階段,但對企業(yè) AI 格局的潛在影響巨大。隨著這些技術(shù)的成熟和廣泛應(yīng)用,可以期待看到一波新的 AI 驅(qū)動的應(yīng)用和服務(wù),重塑企業(yè)在數(shù)字時代的運營方式。
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企業(yè)計算中 AI 的發(fā)展才剛剛開始,IBM 通過 Telum II 處理器和 Spyre 加速器為未來創(chuàng)造了新的可能性,在這個未來中,AI 將深度集成到業(yè)務(wù)運營的每個方面,推動效率、創(chuàng)新和增長。4 J. S3 k9 y8 T: _/ D& i/ M
' i' C' o- U' Q; n: o8 l參考文獻. i" |1 y" m( U& y' f6 A
[1] C. Berry, "IBM Telum? II processor and IBM Spyre Accelerator chip for AI," presented at Hot Chips 2024, 2024.3 _6 f3 r$ W& I" b/ B
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6 W' w! p" ]; a- }關(guān)于我們:
, b k) K! `/ q0 _0 Q8 E深圳逍遙科技有限公司(Latitude Design Automation Inc.)是一家專注于半導(dǎo)體芯片設(shè)計自動化(EDA)的高科技軟件公司。我們自主開發(fā)特色工藝芯片設(shè)計和仿真軟件,提供成熟的設(shè)計解決方案如PIC Studio、MEMS Studio和Meta Studio,分別針對光電芯片、微機電系統(tǒng)、超透鏡的設(shè)計與仿真。我們提供特色工藝的半導(dǎo)體芯片集成電路版圖、IP和PDK工程服務(wù),廣泛服務(wù)于光通訊、光計算、光量子通信和微納光子器件領(lǐng)域的頭部客戶。逍遙科技與國內(nèi)外晶圓代工廠及硅光/MEMS中試線合作,推動特色工藝半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展,致力于為客戶提供前沿技術(shù)與服務(wù)。/ Y2 {5 e2 R$ S/ ^8 `( [2 E' q
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