博鱼(中国)官方网站2024年上半年芯片和石墨烯技术以及第二台百亿亿次计算机推动半导体极限

　　博鱼2024年上半年，芯片和石墨烯技术以及第二台百亿亿次计算机推动半导体极限

　　摩尔定律预测大约每两年晶体管密度加倍，现在正接近其物理极限。然而，GPU技术依然在快速演变，架构和专用处理单元的创新推动了持续的性能提升。多芯片模块、3D芯片堆叠和高级缓存层次结构正在突破单片集成电路的限制。2024年上半年见证了一波技术进步，包括Nvidia推出的Blackwell GPU架构、芯粒技术的广泛采用以及热电池和高带宽内存的重大进展。本文将探讨2024年上半年GPU和半导体技术的最新趋势和突破。

　　2024年5月13日，阿贡国家实验室在德国汉堡举行的ISC高性能计算会议上宣布，Aurora超级计算机突破了百亿亿次计算能力的门槛，成为全球第二台百亿亿次计算机博鱼(中国)官方网站，并在超级计算机TOP500排名中位列第二。Aurora的规模和架构拥有63,744个GPU，可能在气候变化博鱼(中国)官方网站、医疗治疗和材料科学等领域的科学研究中带来潜在的突破。

　　2024年，芯粒技术（即由多个小型半导体晶片组成的单一集成电路）吸引了AMD、Intel、NVIDIA和三星等主要玩家的关注。这项技术也是2024年设计自动化大会（DAC）上的明星。MIT Technology Review在圣克拉拉将芯粒列为2024年十大突破技术之一。对芯粒的兴趣不仅限于美国，中国公司和政府机构以及日本的公司（如Tenstorrent）也在大力投资芯粒研发。

　　热能储存系统（也称为热电池）在工业能源管理和脱碳努力中展现出潜力。这类系统以热量形式储存能量，并能在长时间内捕获和保持大量热能。Rondo Energy、Antora Energy和Electrified Thermal Solutions等公司正在开发此类系统，利用熔盐、混凝土、工程砖或碳块等材料存储能量。

　　例如，Rondo Energy使用由普通材料制成的砖块在高温下储存热量，其热电池可连续提供高达1500摄氏度的高温热量。这项技术已在加州Calgren Renewable Fuels安装的2兆瓦热电池中使用，有助于减少生物燃料生产的碳强度。

　　Antora Energy则采用固体碳块存储热量，其热电池可以将可再生电力转化为热能，然后通过热光电池将热能再转化为电力博鱼(中国)官方网站。这种双重功能允许直接的工业热应用和电力生成。

　　最后，Electrified Thermal Solutions专注于使用导电砖储存热能，利用热能储存系统的高效率、低成本和与可再生能源集成的能力。

　　几十年来，研究人员一直看好石墨烯的前景，但在半导体应用中一直难以实现。然而博鱼(中国)官方网站，2024年1月，来自美国佐治亚州亚特兰大和中国天津的科学家团队宣布，他们创造了世界上首个完全由石墨烯制成的功能性半导体。该材料的电子迁移率是硅的10倍。研究人员通过克服阻碍石墨烯发展的“带隙”障碍，实现了这一突破。这一成果可能为更快、更高效的设备铺平道路，从而推动更小、更快的电子设备到量子计算等领域的发展。

　　2024年3月，Nvidia在其GTC大会上推出了Blackwell架构。新架构将为B200 GPU和GB200 Grace Blackwell Superchip等产品提供动力，性能较其前代产品Hopper大幅提升。Nvidia瞄准了在集群级别上4倍的训练性能提升，对于特定推理工作负载，特别是大语言模型，Nvidia声称在特定条件下性能提升可达30倍。标准格式下计算能力提升2.5倍，使用新FP4格式时则可能达到5倍。新架构的一个代表产品是B200 GPU，拥有2080亿个晶体管，采用TSMC的4NP工艺制造。另一个例子是GB200 Grace Blackwell Superchip，它将两个B200张量核心GPU与Nvidia Grace CPU结合，为AI工作负载提供显著的性能提升。例如，在一个具有1750亿参数的GPT-3 LLM基准测试中，GB200的性能据报道比H100 GPU高出7倍。

　　主要云服务提供商和科技公司，包括AWS、微软、谷歌和甲骨文，计划采用基于Blackwell的系统。

　　高带宽内存（HBM）是一种为3D堆叠同步动态随机存取内存（SDRAM）设计的计算机内存接口，三星、AMD和SK Hynix于2013年宣布了这一技术。2024年，高带宽内存市场见证了显著的改进，特别是在高带宽内存3E（HBM3E）方面博鱼(中国)官方网站。新一代高性能内存旨在缩小GPU快速进步的处理能力与日益增长的内存带宽需求之间的差距。具体进展包括SK Hynix在2024年3月开始量产的一款36GB内存产品，其数据处理速度可达每秒1.15TB。公司计划在2024年第三季度量产12层HBM3E芯片。SK Hynix还开发了一款16层48GB HBM3E产品，单堆叠速度可达1280 GB/s。与此同时，三星电子也宣布了其品牌为“Shinebolt”的HBM3E内存。

　　2024年5月8日，微软宣布将在威斯康星州投资33亿美元建设AI数据中心，项目选址为废弃的富士康项目地。投资将涵盖云计算和AI基础设施的开发、制造业AI协同创新实验室的创建以及为超过10万名威斯康星州居民提供AI技能培训。投资战略包含四个主要部分：第一是在Mount Pleasant建设新数据中心校园；第二是在威斯康星大学密尔沃基分校建立AI协同创新实验室；后两部分包括与当地组织合作进行AI技能培训以及投资社区教育和青年就业计划。微软预计该项目将在2025年前创造2300个工会建筑工作岗位。

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