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Cerebras WSE芯片是目前世界上最大的AI芯片，它拥有超过40万个AI核心。与传统GPU不同，WSE采用单片晶圆设计，突破了传统封装的限制，实现了前所未有的计算密度。这种独特的架构为大模型推理提供了强大的硬件基础。
Cerebras采用独特的内存架构设计，每个AI核心都配备专用的SRAM内存，总计拥有40GB的片上内存。这种设计消除了传统架构中的内存墙问题，数据访问延迟极低，带宽极高。相比之下，传统GPU需要通过多层缓存访问HBM高带宽内存，数据传输效率受到限制。
大模型推理面临三大瓶颈：参数加载需要频繁访问内存，矩阵运算计算量巨大，序列处理需要串行处理序列。Cerebras通过独特的架构设计解决了这些问题。首先，它能够并行处理transformer的所有层，而不是像传统方案那样串行处理。其次，模型权重可以常驻在片上内存中，避免了频繁的内存访问。最后，高带宽的互连网络确保了数据在核心间的高效传输。
Cerebras在大模型推理中表现出色。在GPT模型推理中，速度提升超过100倍；在BERT模型推理中，延迟降低90%以上；整体吞吐量比GPU集群提升数十倍。在实际部署中，Cerebras还带来了显著的能耗降低，减少了80%的能耗，成本效益大幅提升，同时占用空间也大幅减少。这些数据充分证明了Cerebras架构在大模型推理中的优势。
大规模芯片面临三大技术挑战：首先是良品率问题，晶圆越大缺陷越多；其次是散热问题，高密度计算会产生大量热量；最后是故障容错，单点故障可能影响整体性能。Cerebras通过创新的解决方案应对这些挑战。采用冗余设计，备用核心可以替换故障核心；通过先进封装技术优化散热路径；利用智能路由算法，数据可以自动绕过故障区域，确保系统的稳定运行。