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買不到GPU，馬斯克自曝AI巨獸Dojo！自研超算挑戰輝達，約等於8千塊H100
【新智元導讀】多年來，馬斯克一直在公開談論Dojo——這台超算將成為特斯拉人工智慧雄心的基石。他最近表示，隨著特斯拉準備在10月推出Robotaxi，AI團隊將「加倍投入」Dojo。
為了訓出最強Grok 3，xAI耗時19天，打造了由10萬塊H100組成的世界最大超算叢集。
而在訓練FSD、柯博文機器人方面，馬斯克同樣不惜重金，投入了大量的計算資源。
超算Dojo，是特斯拉AI的基石，專為訓練FSD神經網路而打造。
就在今天，他在德州超級工廠（Cortex）參觀了特斯拉的超級電腦叢集。
馬斯克稱，「這將是一個擁有約10萬個H100/H200 GPU，並配備大規模儲存的系統，用於全自動駕駛（FSD）和Optimus機器人的視訊訓練」。
不僅如此，除了輝達GPU，這個超算叢集中還配備了特斯拉HW4、AI5、Dojo系統。
它們將由一個高達500兆瓦的大型系統提供電力和冷卻。
2021年特斯拉AI Day上，馬斯克首次對外宣佈Dojo。
如今三年過去了，Dojo建得怎樣了？
8000塊H100等價算力，加倍下注
半個月前，網友稱2024年年底，特斯拉擁有AI訓練算力，等價於9萬塊H100的性能。
馬斯克對此做了一些補充：
我們在AI訓練系統中不僅使用輝達的GPU，還使用自己的AI電腦——Tesla HW4 AI（更名為AI4），比例大約為1:2。
這意味著相當於有大約9萬個H100，加上大約4萬個AI4電腦。
他還提到，到今年年底，Dojo 1將擁有大約8000個相當於H100算力。這個規模不算龐大，但也不算小。
Dojo D1超算叢集
其實在去年6月，馬斯克曾透露Dojo已經線上並運行了幾個月的有用任務。
這已經暗示著，Dojo已經投入到一些任務的訓練中。
最近，在特斯拉財報會議上，馬斯克表示特斯拉準備在10月推出自動駕駛計程車，AI團隊將「加倍投入」Dojo。
預計Dojo的總計算能力，將在2024年10月達到100 exaflops。
假設一個D1晶片可以實現362 teraflops，要達到100 exaflops，特斯拉將需要超過27.6萬個D1晶片，或者超過32萬輝達A100 GPU。
500億電晶體，D1已投產
2021年特斯拉AI Day上，D1晶片初次亮相，擁有500億電晶體，只有巴掌大小。
它具備了強大和高效的性能，能夠快速處理各種複雜的任務。
今年5月，D1晶片開始投產，採用台積電7nm工藝節點。
Autopilot前硬體高級總監Ganesh Venkataramanan曾表示，「D1可以同時進行計算和資料傳輸，採用定製ISA指令集架構，並針對機器學習工作負載進行了充分最佳化」。
這是一台純粹的機器學習的晶片。
儘管如此，D1仍沒有輝達A100強大，後者同樣採用了台積電7nm工藝製造。
D1在645平方毫米的晶片上放置了500億個電晶體，而A100包含540億個電晶體，晶片尺寸為826平方毫米，性能領先於D1。
為了獲得更高的頻寬和算力，特斯拉AI團隊將25個D1晶片融合到一個tile中，將其作為一個統一的電腦系統運作。
每個tile擁有9 petaflops的算力，以及每秒36 TB的頻寬，并包含電力源、冷卻和資料傳輸硬體。
我們可以將單個tile視為，由25台小型電腦組成的一台自給自足的電腦。
通過使用晶圓級互連技術InFO_SoW（Integrated Fan-Out，System-on-Wafer），在同一塊晶圓上的25塊D1晶片可以實現高性能連接，像單個處理器一樣工作。
6個這樣的tile構成一個機架（rack），兩個機架構成一個機櫃（cabinet）。
十個機櫃構成一個ExaPOD。
在2022年AI Day中，特斯拉表示，Dojo將通過部署多個ExaPOD進行擴展。所有這些加在一起構成了超級電腦。
晶圓級處理器（wafer-scale processor），比如特斯拉的Dojo和Cerebras的晶圓級引擎WSE，比多處理器（multi-processor）的性能效率要高得多。
前者的主要優點包括核心之間的高頻寬和低延遲通訊、較低的電網阻抗以及更高的能源效率。
目前，只有特斯拉和Cerebras擁有晶圓上系統設計。
然而，將25個晶片放在一起對電壓挑戰和冷卻系統也是不小的挑戰。
網友拍到特斯拉在德州建設巨型冷卻系統
晶圓級晶片的固有挑戰還在於，必須使用片上記憶體（on-chip memory），這不夠靈活，可能無法滿足所有類型的應用。
Tom's Hardware預測， 下一代使用的技術可能是CoW_SoW（Chip-on-Wafer），在tile上進行3D堆疊並整合HBM4記憶體。
此外，特斯拉還在研發下一代D2晶片，為了破解資訊流難題。
與連接單個晶片不同，D2將整個Dojo tile放在了單個硅晶圓上。
到2027年，台積電預計將提供更複雜的晶圓級系統，計算能力預計將提升超過40倍。
自D1發佈以來，特斯拉既沒有公開已訂購、預期接收的D1晶片訂單情況，也沒有公開Dojo超算的具體部署時間表。
不過在今年6月份的時候，馬斯克曾表示，在未來18個月，一半部署特斯拉AI硬體，一半是輝達/其他硬體。
其他硬體，也可能是AMD。
為什麼需要Dojo
自動駕駛耗算力
在我們的印象中，特斯拉的主業僅限於生產電動汽車，再附帶一些太陽能電池板和儲能系統的業務。
但馬斯克對特斯拉的期望遠遠不止於此。
大多數自動駕駛系統，比如Google母公司Alphabet旗下的Waymo，仍舊依靠傳統的感知器作為輸入，比如雷達、激光雷達和攝影機等。
但特斯拉採取的是「全視覺」路徑，他們僅依靠攝影機捕捉視覺資料，輔以高畫質地圖進行定位，再使用神經網路處理資料以進行自動駕駛的快速決策。
直觀來看，顯然前者是一種更簡單快捷的路徑，事實也的確如此。
Waymo已經實現了L4級自動駕駛的商業化，即SAE所定義的，在一定條件下下無需人工干預即可自行駕駛的系統。但特斯拉的FSD（Full Self-Driving）神經網路仍無法脫離人類操作。
Andrej Karpathy曾在特斯拉擔任AI負責人，他表示，實現FSD基本是在「從頭開始建構一種人造動物」。
我們可以將其理解為人類視覺皮層和大腦功能的數字複製。FSD不僅需要連續收集和處理視覺資料，識別、分類車輛周圍的物體，還需要有與人類相當的決策速度。
由此可見，馬斯克想要的絕不只是能盈利的自動駕駛系統而已。他的目標，是打造一種新智能。
但幸運的是，他幾乎不太需要擔心資料不夠的問題。目前大約有180萬人為FSD支付了8000美元的訂閱費（之前可達1.5萬美元），這意味著特斯拉能收集到數百萬英里的駕駛視訊用於訓練。
而算力方面，Dojo超算就是FSD的訓練場。它的中文名字可以翻譯為「道場」，是對武術練習空間的致敬。
輝達不給力
輝達GPU有多搶手？看看各大科技巨頭的CEO有多想跟老黃套近乎就知道了。
即便財大氣粗如馬斯克，也會在7月的財報電話會上承認，自己對特斯拉可能沒法用上足夠的輝達GPU感到「非常擔憂」。
「我們看到的是，對輝達硬體的需求如此之高，以至於通常很難獲得GPU。」
目前，特斯拉似乎依舊使用輝達的硬體為Dojo提供算力，但馬斯克似乎不想把雞蛋都放在一個籃子裡。
尤其是考慮到，輝達晶片的溢價如此之高，而且性能還不能讓馬斯克完全滿意。
在硬體與軟體協同這方面，特斯拉與蘋果的觀點類似，即應該實現兩者的高度協同，尤其是FSD這種高度專門化的系統，更應該擺脫高度標準化的GPU，使用定製硬體。
這個願景的核心，是特斯拉專有的D1晶片，於2021年發佈，今年5月開始由台積電量產。
此外，特斯拉還在研發下一代D2晶片，希望將整個Dojo塊放在單個矽片上，解決資訊流瓶頸。
在第二季度財報中，馬斯克指出，他看到了「通過Dojo與輝達競爭的另一條途徑」。
Dojo能成功嗎
即便自信如馬斯克，在談到Dojo時，也會支支吾吾地表示，特斯拉可能不會成功。
從長遠來看，開發自己的超算硬體可以為AI部門開拓新的商業模式。
馬斯克曾表示，Dojo的第一個版本將為特斯拉的視覺資料標註和訓練量身定製，這對FSD和訓練特斯拉的人形機器人Optimus來說非常有用。
而未來版本將更適合通用的AI訓練，但這不可避免地要踏入輝達的護城河——軟體。
幾乎所有的AI軟體都是為了與輝達GPU配合使用，使用Dojo就意味著要重寫整個AI生態系統，包括CUDA和PyTorch。
這意味著，Dojo幾乎只有一條出路——出租算力，建立類似於AWS和Azure一樣的雲端運算平台。
摩根士丹利在去年9月的報告中預測，Dojo可以通過robotaxi和軟體服務等形式釋放新的收入來源，為特斯拉的市值增加5000億美元。
簡言之，從目前馬斯克對硬體的謹慎配比來看，Dojo並非「孤注一擲」而更像是一種雙重保險。但一旦成功，也可以釋放巨大紅利。 (新智元)