Глава Tesla Илон Маск (Elon Musk), по сообщению ресурса Tom's Hardware, обнародовал фотографии вычислительного комплекса Dojo, который будет использоваться для разработки инновационных автомобильных технологий, а также для обучения автопилота.

Tesla, напомним, начала создание ИИ-суперкомпьютера Dojo в июле 2023 года. Основой системы послужат специализированные чипы собственной разработки Tesla D1. Дата-центр Dojo, расположенный в штаб-квартире Tesla в Остине (Техас, США), по своей конструкции напоминает бункер. В апреле нынешнего года сообщалось, что при строительстве ЦОД компания Маска столкнулась с трудностями, связанными в том числе с доставкой необходимых материалов.

Как теперь сообщается, Tesla намерена ввести Dojo в эксплуатацию до конца 2024 года. По производительности этот суперкомпьютер будет сопоставим с кластером из 8 тыс. ускорителей NVIDIA H100. По словам Маска, это «не слишком много, но и не тривиально». Для сравнения: мощнейший ИИ-суперкомпьютер компании xAI, также курируемой Илоном Маском, объединит 100 тыс. карт H100.

Источник изображений: Илон Маск

Отмечается, что чипы Tesla D1 специально ориентированы на машинное обучение и анализ видеоданных. Поэтому систему Dojo планируется использовать прежде всего для совершенствования технологии автономного вождения Tesla путём обработки видеоданных, полученных от автомобилей компании. В свою очередь, «ИИ-гигафабрика» xAI поможет в развитии чат-ботов Grok следующего поколения.

Маск также сообщил, что компания Tesla намерена «удвоить усилия» по разработке и развертыванию Dojo из-за высоких цен на оборудование NVIDIA. Вместе с тем финансовый директор Tesla Вайбхав Танеджа (Vaibhav Taneja) заявил, что, несмотря на снижение капвложений во II квартале 2024 года, компания по-прежнему ожидает, что соответствующие затраты превысят $10 млрд.

На этой неделе на платформе YouTube появился видеоролик блогера Брэда Слоана (Brad Sloan), посвящённый строительству новых объектов гигафабрики Tesla в Техасе (Gigafactory Texas), включая ЦОД, где будет размещён ИИ-кластер на базе суперкомпьютера Dojo. В соцсети X глава Tesla Илон Маск (Elon Musk) заявил, что уже в этом году энергопотребление этой системы составит 130 МВт, а через 18 месяцев этот показатель вырастет до 500 МВт и данный кластер станет крупнейшим в мире.

Строительство ЦОД стартовало в октябре прошлого года. Хотя компания не стала предавать гласности график строительства и намеченные сроки завершения, пока всё идёт не так, как планировалось Маском. В частности, есть сложности с доставкой материалов в Остине. Также наблюдаются задержки со строительством под площадкой дата-центра туннеля для передвижения электрических пикапов Cybertruck, за которое несёт ответственность основанная Маском компания Boring Company.

Источник изображений: Brad Sloan/YouTube

После посещения площадки Маск уволил директора по строительной инфраструктуре проекта, а также провёл кадровые перестановки. Также сообщается, что миллиардер отложил и даже отменил некоторые проекты Tesla, чтобы направить все строительные ресурсы на этот объект.

Илон Маск уточнил в комментариях, что ИИ-кластер будет использовать не только чипы собственной разработки Tesla D1, но и ускорители NVIDIA, а также других поставщиков, хотя ранее он говорил, что в основу суперкомпьютера Dojo лягут только фирменные ускорители Tesla. Как сообщается, затраты Tesla на проект Dojo в этом году составят более $1 млрд. Маск уверен, что ИИ ускорит обучение систем автономного вождения электромобилей и разработку инновационных технологий для роботизированных автомобилей.

Вместе с тем, Маск уделяет большое внимание строительству стартапом xAI «крупнейшего в мире» кластера ускорителей в Северной Дакоте. С его помощью он планирует расширить возможности чат-бота Grok благодаря совершенствованию больших языковых моделей, стоящих за ним. Недавно Маск подтвердил передачу ускорителей NVIDIA H100, ранее заказанных Tesla, социальной сети X и ИИ-стартапу xAI. Это вызвало вопросы у акционеров Tesla по поводу того, какой проект на самом деле является приоритетным для Илона Маска. Для xAI, в частности, планируется создать систему с 300 тыс. NVIDIA B200.

Компания Tesla, по сообщению ресурса The Information, не укладывается в намеченный график строительства ЦОД в Остине (Техас, США), в котором планируется разместить узлы ИИ-суперкомпьютера Dojo стоимостью $1 млрд. Эта площадка будет использоваться для решения сложных задач в области ИИ и машинного обучения, в частности, связанных с системами автопилотирования.

К строительству дата-центра, о котором идёт речь, компания Илона Маска приступила в октябре 2023 года. Известно, что по своей конструкции этот ЦОД будет напоминать бункер. Однако, как стало известно, при возведении комплекса Tesla столкнулась с рядом трудностей.

В середине апреля Маск посетил строительную площадку и «пришёл в ярость» из-за увиденного. Вопреки ожиданиям, у объекта отсутствуют большая часть первого этажа и крыша. Наблюдаются сложности с доставкой необходимых материалов, из-за чего возникают задержки при строительстве. Кроме того, ситуация усугубляется из-за того, что основанная Маском компания Boring Company должна проложить под площадкой ЦОД туннель для передвижения электрических пикапов Cybertruck, но эти работы не выполнены. Поэтому невозможно полноценное завершение возведения даже первого этажа.

Источник изображения: Tesla

После своего визита Маск уволил директора по строительной инфраструктуре проекта. После этого Tesla сократила более 14 тыс. сотрудников — свыше 10 % от своего штата, насчитывавшего около 140 тыс. человек. Кроме того, компанию покинули несколько топ-менеджеров. О сроках завершения строительства ЦОД в Остине ничего не сообщается. Возникшие задержки, как считается, отражают более широкие проблемы в автомобильной отрасли.

Компания Tesla, по сообщению ресурса The Information, приступила к созданию нового ЦОД, в котором в перспективе расположатся узлы суперкомпьютера Dojo. Площадка НРС находится в штаб-квартире Tesla в Остине (Техас, США), но точные сроки её ввода в эксплуатацию не раскрываются.

Компания Илона Маска приступила к формированию комплекса Dojo в июле нынешнего года. В основу системы лягут специализированные чипы собственной разработки — Tesla D1. К концу 2024 года, как ожидается, производительность ИИ-систем Tesla может достичь 100 Эфлопс. Стоимость проекта оценивается в $1 млрд.

Подробности о дата-центре Tesla в Остине не раскрываются. Отмечается лишь, что по своей конструкции он напоминает бункер. В этом ЦОД будет размещена часть вычислительных модулей Dojo. Суперкомпьютер компания намерена применять для разработки инновационных технологий автопилотирования. Речь идёт о решении ресурсоёмких задач, связанных с ИИ. Кроме того, ранее господин Маск говорил, что некоторые мощности Dojo могут предоставляться сторонним заказчикам по модели облачных услуг.

Источник изображения: Karpathy / Tesla.

По оценкам, запуск Dojo может увеличить рыночную стоимость Tesla на $500 млрд: то есть, капитализация компании поднимется примерно на 60 %. Параллельно Tesla развивает и другие НРС-проекты. Так, недавно компанией был запущен один из мощнейших ИИ-суперкомпьютеров в мире: система с 10 тыс. ускорителей NVIDIA H100 обеспечивает пиковую производительность в 340 Пфлопс FP64 для технических вычислений и 39,58 Эфлопс INT8 для приложений ИИ.

Аналитики Morgan Stanley, по сообщению Datacenter Dynamics, полагают, что запуск суперкомпьютера Dojo позволит Tesla увеличить свою рыночную стоимость на $500 млрд. Иными словами, капитализация компании Илона Маска может подняться приблизительно на 60 %.

Tesla намерена до конца 2024 года потратить на проект Dojo более $1 млрд. Этот вычислительный комплекс поможет в разработке инновационных технологий для роботизированных автомобилей. В составе системы будут применяться чипы собственной разработки Tesla D1. В перспективе производительность Dojo планируется довести до 100 Эфлопс.

По состоянию на сентябрь 2023 года рыночная капитализация Tesla составляет около $778 млрд при стоимости ценных бумаг примерно $248. Отмечается, что цена акций компании в течение нынешнего года уже выросла более чем вдвое после снижения в 2022-м. Morgan Stanley прогнозирует, что после ввода системы Dojo в эксплуатацию стоимость ценных бумаг Tesla поднимется примерно на 60 % — до $400.

Источник изображения: Tesla

«Чем больше мы анализировали проект Dojo, тем больше осознавали потенциальную возможность недооценки акций Tesla», — сказал аналитик Morgan Stanley Адам Джонас (Adam Jonas). Предполагается, что Dojo поможет ускорить развитие технологий автопилотирования, а также усилит позиции Tesla в сегменте облачных сервисов. Ранее генеральный директор Tesla Илон Маск заявлял, что компания разрабатывает систему отчасти из-за того, что не может получить достаточное количество ускорителей на базе GPU для удовлетворения своих потребностей.

Компания Tesla, по сообщению The Register, до конца 2024 года потратит более $1 млрд на создание мощного вычислительного комплекса Dojo, который поможет в разработке инновационных технологий для роботизированных автомобилей. В основу Dojo лягут специализированные чипы собственной разработки — Tesla D1. 25 таких ускорителей в виде массива 5 × 5 объединяются в рамках одного узла, который в Tesla называют «системой на пластине» (System On Wafer).

Как отмечает The Verge, компания Tesla намерена совместить в одном шасси шесть таких «систем на пластине», тогда как одна стойка будет включать два шасси. В такой конфигурации производительность на стойку превысит 100 Пфлопс (BF16/CFP8). Таким образом, система из десяти шкафов позволит преодолеть экзафлопсный барьер. Более того, уже к концу следующего года, по словам главы Tesla Илона Маска, производительность может быть доведена до 100 Эфлопс.

Источник изображения: Tesla

В своём отчете за II квартал 2023 года Tesla обозначила «четыре основных технологических столпа», необходимых для решения проблемы автономности транспортных средств: это чрезвычайно большой набор реальных данных, обучение нейронных сетей, аппаратные компоненты и ПО. «Мы разрабатываем каждый из этих столпов собственными силами. В этом месяце мы делаем ещё один шаг к более быстрому и дешёвому обучению нейронной сети с началом производства нашего суперкомпьютера Dojo», — говорится в заявлении компании.

Компания Tesla уже анонсировала собственный, созданный в лабораториях компании процессор D1, который станет основой ИИ-суперкомпьютера Dojo. Нужна такая система, чтобы создать для ИИ-водителя виртуальный полигон, в деталях воссоздающий реальные ситуации на дорогах. Естественно, такой симулятор требует огромных вычислительных мощностей: в нашем мире дорожная обстановка очень сложна, изменчива и включает множество факторов и переменных.

До недавнего времени о Dojo и D1 было известно не так много, но на конференции Hot Chips 34 было раскрыто много интересного об архитектуре, устройстве и возможностях данного решения Tesla. Презентацию провел Эмиль Талпес (Emil Talpes), ранее 17 лет проработавший в AMD над проектированием серверных процессоров. Он, как и ряд других видных разработчиков, работает сейчас в Tesla над созданием и совершенствованием аппаратного обеспечения компании.

Изображения: Tesla (via ServeTheHome)

Главной идеей D1 стала масштабируемость, поэтому в начале разработки нового чипа создатели активно пересмотрели роль таких традиционных концепций, как когерентность, виртуальная память и т.д. — далеко не все механизмы масштабируются лучшим образом, когда речь идёт о построении действительно большой вычислительной системы. Вместо этого предпочтение было отдано распределённой сети хранения на базе SRAM, для которой был создан интерконнект, на порядок опережающий существующие реализации в системах распределённых вычислений.

Основой процессора Tesla стало ядро целочисленных вычислений, базирующееся на некоторых инструкциях из набора RISC-V, но дополненное большим количеством фирменных инструкций, оптимизированных с учётом требований, предъявляемых ядрами машинного обучения, используемыми компанией. Блок векторной математики был создан практически с нуля, по словам разработчиков.

Набор инструкций Dojo включает в себя скалярные, матричные и SIMD-инструкции, а также специфические примитивы для перемещения данных из локальной памяти в удалённую, равно как и семафоры с барьерами — последние требуются для согласования работы c памятью во всей системе. Что касается специфических инструкций для машинного обучения, то они реализованы в Dojo аппаратно.

Первенец в серии, чип D1, не является ускорителем как таковым — компания считает его высокопроизводительным процессором общего назначения, не нуждающимся в специфических ускорителях. Каждый вычислительный блок Dojo представлен одним ядром D1 с локальной памятью и интерфейсами ввода/вывода. Это 64-бит ядро суперскалярно.

Более того, в ядре реализована поддержка многопоточности (SMT4), которая призвана увеличить производительность на такт (а не изолировать разные задачи друг от друга), поэтому виртуальную память данная реализация SMT не поддерживает, а механизмы защиты довольно ограничены в функциональности. За управление ресурсами Dojo отвечает специализированный программный стек и фирменное ПО.

64-бит ядро имеет 32-байт окно выборки (fetch window), которое может содержать до 8 инструкций, что соответствует ширине декодера. Он, в свою очередь, может обрабатывать два потока за такт. Результат поступает в планировщики, которые отправляют его в блок целочисленных вычислений (два ALU) или в векторный блок (SIMD шириной 64 байт + перемножение матриц 8×8×4).

У каждого ядра D1 есть SRAM объёмом 1,25 Мбайт. Эта память — не кеш, но способна загружать данные на скорости 400 Гбайт/с и сохранять на скорости 270 Гбайт/с, причём, как уже было сказано, в чипе реализованы специальные инструкции, позволяющие работать с данными в других ядрах Dojo. Для этого в блоке SRAM есть свои механизмы, так что работа с удалённой памятью не требуют дополнительных операций.

Что касается поддерживаемых форматов данных, то скалярный блок поддерживает целочисленные форматы разрядностью от 8 до 64 бит, а векторный и матричный блоки — широкий набор форматов с плавающей запятой, в том числе для вычислений смешанной точности: FP32, BF16, CFP16 и CFP8. Разработчики D1 пришли к использованию целого набора конфигурируемых 8- и 16-бит представлений данных — компилятор Dojo может динамически изменять значения мантиссы и экспоненты, так что система может использовать до 16 различных векторных форматов, лишь бы в рамках одного 64-байт блока данных он не менялся.

Как уже упоминалось, топология D1 использует меш-структуру, в которой каждые 12 ядер объединены в логический блок. Чип D1 целиком представляет собой массив размером 18×20 ядер, однако доступны лишь 354 ядра из 360 присутствующих на кристалле. Сам кристалл площадью 645 мм² производится на мощностях TSMC с использованием 7-нм техпроцесса. Тактовая частота составляет 2 ГГц, общий объём памяти SRAM — 440 Мбайт.

Процессор D1 развивает 362 Тфлопс в режиме BF16/CFP8, в режиме FP32 этот показатель снижается до 22 Тфлопс. Режим FP64 векторными блоками D1 не поддерживается, поэтому для многих традиционных HPC-нагрузок данный процессор не подойдёт. Но Tesla создавала D1 для внутреннего использования, поэтому совместимость её не очень волнует. Впрочем, в новых поколениях, D2 или D3, такая поддержка может появиться, если это будет отвечать целям компании.

Каждый кристалл D1 имеет 576-битный внешний интерфейс SerDes с совокупной производительностью по всем четырём сторонам, составляющей 18 Тбайт/с, так что узким местом при соединении D1 он явно не станет. Этот интерфейс объединяет кристаллы в единую матрицу 5х5, такая матрица из 25 кристаллов D1 носит название Dojo training tile.

Этот тайл выполнен как законченный термоэлектромеханический модуль, имеющий внешний интерфейс с пропускной способностью 4,5 Тбайт/с на каждую сторону, совокупно располагающий 11 Гбайт памяти SRAM, а также собственную систему питания мощностью 15 кВт. Вычислительная мощность одного тайла Dojo составляет 9 Пфлопс в формате BF16/CFP8. При таком уровне энергопотребления охлаждение у Dojo может быть только жидкостное.

Тайлы могут объединяться в ещё более производительные матрицы, но как именно физически организован суперкомпьютер Tesla, не вполне ясно. Для связи с внешним миром используются блоки DIP — Dojo Interface Processors. Это интерфейсные процессоры, посредством которых тайлы общаются с хост-системами и на долю которых отведены управляющие функции, хранение массивов данных и т.п. Каждый DIP не просто выполняет IO-функции, но и содержит 32 Гбайт памяти HBM (не уточняется, HBM2e или HBM3).

DIP использует полностью свой транспортный протокол (Tesla Transport Protocol, TTP), разработанный в Tesla и обеспечивающий пропускную способность 900 Гбайт/с, а поверх Ethernet — 50 Гбайт/с. Внешний интерфейс у карточек — PCI Express 4.0, и каждая интерфейсная карта несёт пару DIP. С каждой стороны каждого ряда тайлов установлено по 5 DIP, что даёт скорость до 4,5 Тбайт/с от HBM-стеков к тайлу.

В случаях, когда во всей системе обращение от тайла к тайлу требует слишком много переходов (до 30 в случае обращения от края до края), система может воспользоваться DIP, объединённых снаружи 400GbE-сетью по топологии fat tree, сократив таким образом, количество переходов до максимум четырёх. Пропускная способность в этом случае страдает, но выигрывает латентность, что в некоторых сценариях важнее.

В базовой версии суперкомпьютер Dojo V1 выдаёт 1 Эфлопс в режиме BF16/CFP8 и может загружать непосредственно в SRAM модели объёмом до 1,3 Тбайт, ещё 13 Тбайт данных можно хранить в HBM-сборках DIP. Следует отметить, что пространство SRAM во всей системе Dojo использует единую плоскую адресацию. Полномасштабная версия Dojo будет иметь производительность до 20 Эфлопс.

Сколько сил потребуется компании, чтобы запустить такого монстра, а главное, снабдить его рабочим и приносящим пользу ПО, неизвестно — но явно немало. Известно, что система совместима с PyTorch. В настоящее время Tesla уже получает готовые чипы D1 от TSMC. А пока что компания обходится самым большим в мире по числу установленных ускорителей NVIDIA ИИ-суперкомпьютером.