全球最大的芯片，怎么做到的？

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多年来，第二代人工智能硬件初创公司之一 Cerebras Systems 一直努力在人工智能计算领域与英伟达竞争，大家都期待着该公司能在今年夏天推出其最新系统 CS-4。

我在2025年10月思考Cerebras会如何使用其11亿美元的融资时，就预测CS-4的发布时间会是2026年8月。当时该公司尚未上市，甚至连Cerebras是否会在2026年上市都还不确定。能够做出正确的预测总是令人欣喜的。

虽然 Cerebras 正在推出一个新系统和一个新的机架设计，该设计与代号为“Nexus”的 CS-4 系统相辅相成，并为 Cerebras 未来几代机器奠定了基础，但它并没有像你可能预期的那样推出新的 WSE-4 计算引擎，而我在去年十月思考 Cerebras 的发展路线图时也确实如此认为。

事实证明，CS-4 机器搭载的是当前 WSE-3 晶圆级计算引擎的超频版本，拥有完全相同的 90 万个核心和 44 GB 片上 SRAM，并且采用台积电 (TSMC) 的 5 纳米工艺制造。实际上，考虑到 2026 年的 N5 工艺节点比 Cerebras 于 2024 年 3 月首次交付 WSE-3 引擎时成熟得多，我猜测台积电使用的是 N5 系列芯片蚀刻工艺的增强版。这对 Cerebras 及其客户来说都是好消息。

因此，这款名为WSE-3 Turbo的新型计算引擎也采用了超频设计，其运算能力是上一代产品的两倍。这就引出了一个问题：为什么Cerebras公司两年前没有对晶圆上的核心和SRAM进行超频？我的猜测是，当时驱动这一时钟频率（我认为它已经从普通WSE-3引擎的1.4GHz提升到了2.8GHz）所需的电源和散热技术尚未成熟。

以 CS-4 系统为例，计算晶圆本质上是相同的，但晶圆封装中注入的功率是原来的两倍，冷却量也略多于原来的两倍，以驱动 2 倍的时钟速度提升，并防止晶圆冒出神奇的蓝色烟雾。

以下是四代CS系统的进给量和速度：

去年，我出于兴趣，设想了一下未来WSE-4计算引擎在CS-4系统中的应用前景。看起来CS-4 Plus或CS-5可能会搭载与WSE-3或WSE-3T不同的WSE-4引擎。我仍然坚持去年秋天提出的基本观点：晶圆级引擎的SRAM容量有限，这也是为什么需要多台CS-2和CS-3才能运行前沿模型推理的原因。现在可能已经需要几十台CS机器，甚至更多。这次我加入了WSE-4 Harder选项，将时钟频率提升到我认为WSE-3 Turbo的2.8 GHz，并将I/O子系统的带宽翻倍，从而更好地平衡100万个核心和320 GB的SRAM——这比距离计算能力较远的320 GB HBM内存要好得多——总带宽达到248 PB/秒。

显然，我对 Cerebras 寄予厚望。它的客户、工程师以及高层领导也同样如此，他们展示了这些图表，勉强可以称之为路线图。以下是公司联合创始人兼首席执行官 Andrew Feldman 展示的第一张图表：

以下是联合创始人兼首席技术官肖恩·李 (Sean Lie) 的发言：

因此，采用背包式计算节点设计的Nexus机架至少会使用三代，而且从现在到2029年，Cerebras每年都会承诺将这些系统的吞吐量提高一倍。这比摩尔定律的提升速度快得多，我想知道他们指的是峰值性能还是有效性能。

后一种可能性更大，例如，通过增加相对于计算能力的 SRAM 容量来提升性能，使这些核心能够完成比现在更多的工作，因为它们和 GPU 一样，都面临着容量不足的问题。我强烈怀疑 WSE-3 核心的 SRAM 带宽远未达到饱和，而 WSE-3 Turbo 的容量翻倍后，情况依然如此。最终，Cerebras 将不得不采用 3D SRAM 堆叠技术，才能使 SRAM 容量至少与计算能力相匹配。从市场营销的角度来看，减少核心数量而保持 SRAM 容量不变或增加晶圆上的 SRAM 容量是不可接受的——这实际上等于承认为了销售更多设备而故意降低内存容量，并且对此心知肚明。（就像 Nvidia 和 AMD 的 GPU 加速器那样。）

Nexus机架式系统详解

CS-4 系统真正有趣和创新之处在于全新的 Nexus 机架，而 Cerebras 通过提高时钟频率就能让晶圆计算引擎的运算能力翻倍，这固然不错，但仅限于此。从现在开始，想要将时钟频率降低到这个新的上限以下将非常困难。

新的Nexus节点设计将计算晶圆及其主机CPU（AMD的Epyc CPU）与电源组和网络接口分开，可能有很多原因，但最主要的原因是，现在系统的这三个部分可以独立升级。网卡模块化设计也使得Cerebras允许合作伙伴OpenAI和亚马逊网络服务(AWS)在WSE引擎上连接他们各自选择的网卡，从而将引擎连接到用于推理预填充以及GenAI模型训练的GPU和XPU。

这就是Nexus机架的样子：

Nexus机架前部设有三个电源架，后部设有三个CS-4计算背包，这些背包可插入电源架。该背包是一款垂直模块化服务器，据Cerebras公司称，其设计实现了60%的制造自动化。Nexus机架的单机架计算能力是CS-1至CS-3机型的三倍，后者每机架仅配备一个16U机箱，内部包含一个WSE（无线服务扩展器）及其主机。理论上，如果散热良好，一个机架可以容纳两台Nexus机架，并留有足够的空间进行横向扩展网络和存储。

Lie 认为，重要的是 Nexus 机架针对大规模集群进行了优化，组件数量减少了 50%，部署速度比 Cerebras 之前的系统快 3 倍。

这是背包从Nexus货架后部“爆炸”出来的图片：

注意：它们没有弹簧装置，一个重达 100 磅左右的服务器计算复合体不会从机架上飞出来砸向你。

Lie表示，这些背包的设计理念是，Cerebras可以先将Nexus机架及其电源架一起运送给客户，待所有设备安装完毕后再运送SWE背包。不知何故，这显然节省了一些时间。这无疑也让Cerebras在供应链组件的入库和发货给客户之间拥有了更大的灵活性。

这是CS-4背包的分解图：

图中后方是电源模块，其上方是 WSE-3 Turbo 模块，再往下是一块冷板，上面布满了螺丝，将整个组件固定在一起。

背包上可以看到两张网卡，一张在顶部，一张在底部。根据规格说明中提到的“新型高速晶圆链路”，我认为晶圆I/O模块有六个以太网端口，运行速度为200 Gb/s，是之前CS-1到CS-3系统所用100 Gb/s I/O模块单端口带宽的两倍。之前的系统可能只有一个以太网I/O接口，也可能一直有两个。规格表和演示文稿中从未明确说明这一点。