初創芯片公司非常瘋狂,將CPU性能提高100倍

2024-06-13 18:11:26    編輯: robot
導讀   來源:半導體行業觀察   一家名爲Flow Computing的芬蘭初創公司做出了硅工程領域有史以來最瘋狂的宣言之一:通過添加其專有的配套芯片,任何 CPU 都可以立即將其性能提高一倍,通過軟件...

  來源:半導體行業觀察

  一家名爲Flow Computing的芬蘭初創公司做出了硅工程領域有史以來最瘋狂的宣言之一:通過添加其專有的配套芯片,任何 CPU 都可以立即將其性能提高一倍,通過軟件調整可以將性能提高 100 倍。

  如果成功的話,它可以幫助行業滿足人工智能制造商永不滿足的計算需求。

  Flow 是芬蘭國家研究機構VTT的子公司,VTT 有點像國家實驗室。它正在商業化的芯片技術被稱爲並行處理單元,是該實驗室研究的成果(盡管 VTT 是投資者,但知識產權歸 Flow 所有)。

  Flow 首先承認,這種說法從表面上看是可笑的。你不可能只是神奇地從不同架構和代碼庫的 CPU 中榨出額外的性能。如果是這樣,英特爾或 AMD 或其他公司幾年前就做到了。

  但 Flow 一直在研究一些理論上可行的東西-只是沒有人能夠實現它。

  中央處理器自真空管和穿孔卡誕生以來已經取得了長足的進步,但從根本上講,它們仍然是一樣的。它們的主要限制是,作爲串行處理器而非並行處理器,它們一次只能做一件事。當然,它們每秒在多個核心和路徑上切換這件事數十億次——但這些都是適應 CPU 單通道特性的方法。(相比之下,GPU 可以同時進行許多相關計算,但專門從事某些操作。)

  “CPU 是計算中最薄弱的環節,”Flow 聯合創始人兼首席執行官 Timo Valtonen 表示。“它無法勝任自己的任務,這一點需要改變。”

  CPU 的速度已經非常快,但即使具有納秒級的響應速度,在執行指令時仍會造成大量浪費,這僅僅是因爲一個任務需要先完成,然後才能开始下一個任務這一基本限制。(我在這裏只是簡化了一下,因爲我自己並不是芯片工程師。)

  Flow 聲稱已經消除了這一限制,將 CPU 從單車道街道變成了多車道高速公路。CPU 仍然只能一次執行一項任務,但 Flow 的 PPU(他們稱之爲 PPU)本質上可以在片上執行納秒級的流量管理,以比以前更快的速度將任務移入和移出處理器。

  想象一下 CPU 就像廚房裏的廚師。廚師的工作速度是有限的,但如果有一個超人助手在廚師手中更換刀具和工具、清理准備好的食物並添加新配料、刪除所有不屬於廚師實際工作的任務,情況會怎樣?廚師仍然只有兩只手,但現在廚師的工作速度可以提高 10 倍。

  這不是一個完美的類比,但它能讓你了解這裏發生的事情,至少根據 Flow 的內部測試和與業界的演示(他們正在與所有人交談)。PPU 不會增加時鐘頻率或以其他方式推動系統,從而導致額外的熱量或功率;換句話說,廚師並沒有被要求以兩倍的速度切菜。它只是更有效地利用了已經在進行的 CPU 周期。

  Valtonen 說,這種事情並不新鮮。“學術界已經對此進行了研究和討論。你已經可以進行並行化,但它會破壞遺留代碼,然後就沒用了。”

  所以這是可以做到的。如果不從頭开始重寫世界上所有的代碼,就無法做到這一點,這在某種程度上使它成爲不可能實現的。另一家北歐計算公司 ZeroPoint解決了類似的問題,該公司實現了高水平的內存壓縮,同時保持了數據與系統其余部分的透明性。

  換句話說,Flow 的重大成就不是高速流量管理,而是無需修改已測試的任何 CPU 或架構上的任何代碼即可實現高速流量管理。除了將 PPU 與芯片集成之外,無需修改,任何芯片上的任意代碼都可以以兩倍的速度執行,這聽起來有點不合常理。

  這正是 Flow 成功的主要挑战:與軟件產品不同,Flow 的技術需要包含在芯片設計層面,這意味着它不能追溯,而第一款帶有 PPU 的芯片必然要經過相當長一段時間才能問世。Flow 已經證明該技術在基於 FPGA 的測試設置中是有效的,但芯片制造商必須投入大量資源才能看到收益。

  不過,這些改進的規模,以及過去幾年 CPU 改進的迭代和小規模,可能會讓這些芯片制造商迫切地尋求 Flow 的幫助。如果你真的可以通過一次布局更改在一代中將性能提高一倍,那就不難了。

  通過重構和重新編譯軟件,使其與 PPU-CPU 組合更好地協同工作,性能將進一步提升。Flow 表示,通過修改代碼(盡管不一定完全重寫)以利用其技術,性能提升了 100 倍。該公司正在努力提供重新編譯工具,讓想要針對支持 Flow 的芯片進行優化的軟件制造商更輕松地完成這項任務。

  Tirias Research的分析師 Kevin Krewell在聽取了 Flow 的技術介紹後,被認爲是這些問題的外部人士,他更擔心行業吸收而不是基本面。

  他非常正確地指出,AI 加速是目前最大的市場,可以通過 Nvidia 廣受歡迎的 H100 等特殊芯片瞄准這一市場。盡管 PPU 加速 CPU 會帶來全面收益,但芯片制造商可能不想讓局面過於動蕩。問題在於,這些公司是否愿意將大量資源投入到一項未經證實的技術中,而他們的五年計劃可能會因這一選擇而受到幹擾。

  Flow 的技術是否會成爲每家芯片制造商的必備組件,從而讓其一夜暴富、聲名鵲起?還是精打細算的芯片制造商會決定堅持下去,繼續從穩步增長的計算市場中賺取利潤?可能介於兩者之間——但這說明,即使 Flow 在這方面取得了重大的工程成就,但與所有初創公司一樣,該公司的未來仍取決於其客戶。

  Flow Computing借助 CPU 性能增強技術脫穎而出

  Flow Computing是向所有架構的 CPU 供應商授權片上超高性能並行計算解決方案的先驅,今天,該公司宣布從多家北歐風險投資公司和商業實體獲得總計 400 萬歐元的種子前融資。

  Flow 能夠集成到任何 CPU 設計架構、指令集或工藝幾何中,提供革命性的 100 倍加速,可立即用於基於馮·諾依曼的標准計算機設計,以實現“CPU 2.0”級別的吞吐量。Flow 還消除了高性能應用程序中對昂貴的 GPU 指令加速的需求。

  Flow 的突破性新架構稱爲並行處理單元 (PPU),通過獲得 Flow 的許可,通過片上集成的 PPU 將 CPU 性能提升了 100 倍。PPU 與該 CPU 架構的每個現有軟件應用程序完全向後兼容 - 所有現有軟件和應用程序中的現有並行功能都可以通過爲 PPU 重新編譯而大大加速,而無需進行任何軟件更改。

  芯片上集成的 PPU 核心越多,隨後獲得的性能提升就越高,Flow 已針對 CPU 市場應用的每個主要層級(移動、PC 和超級計算機)優化了許可證。Flow 的技術在本質上也與整個設備主板以及任何外圍板相輔相成——在提升 CPU 性能的同時,所有其他連接單元(如矩陣單元、矢量單元、NPU 和 GPU)都從 PPU 的性能中獲益,並從現在功能更強大的 CPU 中獲得重大提升。

  Flow 已經與全球主要半導體供應商進行初步討論,尋求下一代 CPU 性能的“聖杯”——更多技術細節將於 2024 年下半年公开分享。

  Flow 種子輪前融資的參與實體包括 Butterfly Ventures(領投 VC)、FOV Ventures、Sarsia、Stephen Industries、Superhero Capital 和 Business Finland。作爲芬蘭著名技術研究中心 VTT 的衍生公司,VTT 持有 Flow Computing 的股權,在此期間,其數年开發的所有專利 IP 都已正式轉讓給 Flow。

  Flow Computing 聯合創始人兼首席執行官 Timo Valtonen 表示:“我們堅信,在過去的幾十年裏,CPU 性能只取得了漸進式的提升——我們認爲,這導致了這樣一種情況:由於其次優的順序架構,CPU 實際上已成爲計算中最薄弱的環節。”

  “爲了滿足對更高計算性能不斷增長的需求,开啓 CPU 性能的新時代已成爲必然,而這種需求在很大程度上是由人工智能以及邊緣和雲計算的需求所驅動的。Flow 打算通過其全新的並行性能單元 (PPU) 架構引領 SuperCPU 革命,無論架構如何,都能將任何 CPU 的性能提高 100 倍,並具有完全的向後軟件兼容性。”

  “在芬蘭,Flow Computing 的技術創新讓我們感到興奮不已,因爲芬蘭正努力成爲世界領先的尖端半導體設計出口國。他們不僅爲 CPU 供應商提供了完整的性能生態系統,還爲圍繞 X86、Apple M 系列、Exynos、ARM 和 RISC-V 等主要 CPU 設計的开發社區提供了完整的性能生態系統。我們很高興 Flow 在 VTT 开發的技術不僅能夠爲芬蘭和歐洲計算生態系統做出重大貢獻,而且能夠爲整個計算行業的未來做出貢獻!”VTT 首席執行官 Antti Vasara 說道。

  參考鏈接

  https://techcrunch.com/2024/06/11/flow-claims-it-can-100x-any-cpus-power-with-its-companion-chip-and-some-elbow-grease/?guccounter=1&guce_referrer=aHR0cHM6Ly93d3cuZ29vZ2xlLmNvbS8&guce_referrer_sig=AQAAAG0cZhpQNwceFZUMJ6BvtTq_fahfFm30HXtFkiTUO7nDRm_-SS3C__uCMDFZN-qkpZqtHJ0Blofo5TAq8E6GXKl9wJIGx73ZH1vqzLH50HdNgGJOfjoaMvS9BBHaVL5lzLHH0qUIoxRGAg7KFQLCy4BLUiNrho9lPHJI-LOfPs0g



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