Google si vyrábí vlastní čipy pro umělou inteligenci, TPU. Poháněly i AlphaGo

0

Kdysi jsme mezi počítačovými
procesory měli CPU a FPU, během let se ale objevilo spoustu
subjektů, vytasivších se s nějakou vlastní „počítající
jednotkou“ se speciálním názvem. Například PhysX s čipem
PPU (jehož sláva skončila, když Nvidia po koupi společnosti
zařízla podporu), AMD s APU a konečně i označení
GPU není zas tak starou věcí. Tento týden se stádečko rozrostlo
o nový přírůstek, který se jmenuje TPU. Pod touto zkratkou
se schovává akcelerátor pro specifické úlohy z oblasti
umělé inteligence a strojového učení, jehož autorem není
nikdo jiný, než IT gigant Google.

TPU znamená Tensor Processing Unit
a takto označený čip je speciálním procesorem navrženým
pro akceleraci softwaru TensorFlow, který Google používá pro
strojové učení a jeho aplikaci. Tento ASIC (nejde o FPGA,
ale skutečně na míru vyrobený čip) by tedy měl být uzpůsoben
pro rychlé a na energii úsporné provádění tenzorového
počtu. Výpočty na TPU mají dle Google velmi dobrou efektivitu, ve
srovnání se standardními řešeními je údajně až desetkrát
efektivnější (ale není přesně sděleno, zda se tím standardem
míní CPU, GPU či třeba i FPGA).

Google TPU (Tensor Processing Unit)
Google TPU (Tensor Processing Unit)

Fotky přímo čipu bohužel nemáme,
Google ukázal jen celý modul TPU s přišroubovaným pasivním
chladičem. Rozměrově je menší než výpočetní karty do PCI
Express, tento modul se údajně v rackových skříních vejde
do pozic pro disky, samozřejmě tam ale musí mít průvan pro
ochlazování pasivu. Spotřebu modulu ani jakékoliv další detaily
bohužel Google nepustil. Lze ale asi čekat, že jednotka komunikuje
přes nějakou sběrnici (PCI Express, CAPI, či něco speciálního)
s hostitelským CPU a hraje roli koprocesoru.

Google TPU (Tensor Processing Unit)

Jaká je architektura TPU, není známo.
Pravděpodobně bude mít vlastní instrukční sadu zvolenou na míru
a víme, že operuje se sníženou přesností kvůli omezení
spotřeby a hardwarové komplexity. Výpočty by prý měly
probíhat s pouze 8bitovými celočíselnými hodnotami, úlohy
umělé inteligence totiž obvykle nevyžadují přesnost FP32 či
vyšší, s kterou operují CPU i GPU. To, že se
nepoužívají výpočty v plovoucí řádové čárce, znamená
automaticky úsporu energie a vyšší výkon, celočíselné
operace jsou totiž obecně „levnější“.

TPU bude asi silně paralelní, a to
jak co do počtu „jader“, tak použití operací typu SIMD. Podle
AnandTechu zřejmě bude povaha hodně podobná obvodům DSP, možná
s architekturou VLIW. To by umožňovalo dosáhnout lepší
efektivity než s obecným GPU nebo FPGA.

 

TPU pohánějí služby Googlu již rok

Ačkoliv byl tento procesor (či
koprocesor) právě odhalen, není údajně zcela čerstvou novinkou.
Google totiž uvádí, že TPU již ve své infrastraktuře používá
po dobu delší než rok. Čip se tedy možná už vyrábí delší
dobu (pokud tedy není řeč o nějakém poloprodukčním
testování na raných inženýrských vzorcích). TPU byly údajně
nasazeny naostro necelý měsíc po otestování prvních kusů.
U Google z nich prý těží Street View či vyhledávací
algoritmus RankBrain. A co je zajímavé – TPU byly
údajně použity také v systému AlphaGo, který nedávno
„hrál“ proti
světovému šampionu v Go Lee Sedolovi
. Z toho by snad
mohlo vyplývat, že TPU akceleruje aplikaci již naučené umělé
inteligence, spíše než její trénování (což jsou dvě různé
věci).

Racky systému AlphaGo, jenž podle Googlu také běžel na TPU
Racky systému AlphaGo, jenž podle Googlu také běžel na TPU

Ve sdělených informacích není nic
o tom, že by se TPU měla začít volně prodávat na trhu, zdá
se, že s nimi Google počítá hlavně pro vlastní použití
a bude si je schovávat jakožto zdroj konkurenční výhody pro
své služby. Je ale možné, že v následujících měsících
budou alespoň sděleny bližší podrobnosti o architektuře,
parametrech a výkonu.

Zdroje: Google,
AnandTech,
The
Platform

Ohodnoťte tento článek!