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Dojo

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1. 개요2. 개발 동기3. 상세 스펙4. 현황 및 향후 전망

1. 개요

테슬라가 개발하고 있는 슈퍼 컴퓨팅 플랫폼의 이름

2. 개발 동기

테슬라는 현재는 현재 엔비디아 플랫폼을 기반으로 딥러닝 학습을 진행하고 있지만, 장기적으로는 PyTorch 생태계를 기반으로 자체 설계한 D1칩을 통해 Dojo라는 자체 슈퍼컴퓨터 플랫폼을 구축하여 비중을 늘릴 예정이다. 부지는 버팔로에 위치한 기가 뉴욕으로 결정되었다.

성능 자체는 여전히 엔비디아의 제품이 ASIC 기반 인공지능 칩보다 강력하지만, 여러 문제가 존재한다. 우선 업계 수요는 늘어나는 반면 제대로된 범용 칩셋을 공급하는 업체가 사실상 엔비디아 한 곳뿐이기 때문에 칩셋을 수급받기 매우 힘들다.[1] 이렇듯 수요와 공급 불균형이 극심하기 때문에 단일 공급 업체인 엔비디아에게 가격 결정력이 쏠리는 등 슈퍼을 취급을 받으며 가격이 매우 높다.

또한 기술적으로는 전력 효율성이 떨어져 유지비용이 비싸고[2], 레이턴시로 인한 병목현상이 극심한 편이다.[3] 애초에 엔비디아 GPGPU 제품은 그래픽 처리를 위한 용도에서 CUDA를 기반으로 빠르게 생태계를 장악하며 단순 용도 변경을 한 것에 불과하기 때문에 자율주행 개선을 위한 딥러닝 분야의 최적화가 부족하기 때문이다. 엔비디아는 2020년대에 들어서도 최적화보다는 여전히 성능 향상에 포커싱을 두며 범용 시장을 공략하고 있어, Dojo를 통한 최적화를 도모하는 테슬라의 전략과 상반되고 있다.

3. 상세 스펙

파일:테슬라도조.png
D1칩과 Dojo v1의 구조
칩: AMD출신 엔지니어 가네시 벤카타라마난 주도로 설계된 64비트 인공지능 칩. 7nm 공정으로 생산될 예정이다. 645mm² 크기에 500억 개의 트랜지스터를 갖추고 있다. 각 D1 칩은 354개의 코어를 갖추고 있으며, BF16 또는 CFP8 정밀도에서 최대 362테라플롭스의 연산 성능을 제공한다.
시스템: 반도체 패키징 기술 FOWLP(Fan Out wafer level Package)를 적용시켜 만든 Computer Plan이라고 불리는 플레이트에 D1칩 25개를 탑재한 모듈 Training Tile의 연산 성능은 9P FLOPS수준이며 대역폭은 9T Byte/s 4개 모듈을 합친 36T Byte/s이며 당연하게 파워와 냉각기가 일체화로 탑재되어 있다. 6개의 트레이닝 타일을 조합하여 트레이를 구축한다.
클러스터: 최종적으로 2개의 트레이를 조합한 캐비넷, 10개의 캐비넷을 조합한 ExaPOD을 통해 3,000개의 D1칩으로 구성된 슈퍼컴퓨터를 사용한다.
소프트웨어: 엔비디아 플랫폼을 쓰지 않기 때문에, CUDA가 아니라 PyTorch 확장 인터페이스를 기반으로 DPU를 구축해 딥러닝을 처리시킬 예정이다. 컴파일러, 드라이버도 전부 자체적으로 제작하여 Dojo 슈퍼컴퓨터에 최적화된 전용 소프트웨어를 구축할 예정이다.

4. 현황 및 향후 전망

파일:테슬라컴퓨팅.jpg
테슬라 컴퓨팅자원 마스터플랜
2021년 8월 AI 데이에서 공개된 이후 이듬해 출시 및 가동을 예정했다. 2023년 1분기부터는 연구소에서 시험적으로 운영을 하고 있다. 하루에 한 개 이상의 타일을 생산하는 중이라고 한다. 이 속도면 1년 내로 상용화가 가능하다.2021년 AI라이브# 2023년 6월 22일, 테슬라AI는 트위터를 통해 Dojo가 7월부터 생산에 돌입할 예정이라고 밝혔다. 2024년 1분기까지 세계 탑5 연산 능력을 가능케 하는 것을 목표로 두고 있다. 일론 머스크는 Dojo 컴퓨터는 팔지 않을 것이지만, Dojo의 컴퓨팅 서비스는 외부에 판매할 가능성을 열어두었다.[4] 머스크는 2024년까지 도조 프로젝트에 10억 달러 이상을 투자할 것이라고 밝혔다.

D1 이후에는 10배 이상의 속도를 내는 칩셋도 개발 예정이라고 한다. 장기적으로는 2024년까지 테슬라의 컴퓨팅 자원이 100EFLOPS의 연산력으로 픽셀데이터 외에도 범용적 데이터 처리가 가능하도록 만드는 것이 목표라고 한다. 병목 현상이 없다는 전제 하에 1조 개의 매개변수를 고작 14시간만에 처리 가능한 성능이며, 이는 2022년부터 가장 강력한 슈퍼컴퓨터 프론티어의 1.1EFLOPS보다도 10배 빠른 속도인 것이다.[5] 이렇게 목표가 원대한 만큼, 과도한 약속팔이일뿐더러 실현이 불가능하다는 우려가 생기고 있다. 10년 가까이 가속기에 투자해오며 ASIC에서 가장 좋은 성과를 내온 구글조차 달성하기엔 거리가 있던 속도이기 때문이다.


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[1] 엔비디아는 TSMC를 통해 칩셋 공급을 받고 있는데, 고정밀 공정 분야에서는 단가가 높으며 수주액 기준 최대 고객사인 Apple Silicon의 수주를 우선으로 받아주기 때문에 단기간에 엔비디아의 물량을 크게 늘리기 힘든 상태이다. 이러한 현상을 해결하기 위해 2020년대 들어서 애리조나, 일본, 대만 등에 대규모 팹 투자에 들어간 상태다. 따라서 이러한 기조는 공장이 완공된 이후 일정 수준 이상의 수율이 나올 것으로 예측되는 2025년 이전까지 유지될 전망이다.[2] 일반 가정 규모라면 전성비가 떨어져도 큰 문제가 없겠지만, 테슬라와 같이 일년 내내 컴퓨터를 굴리며 인프라 규모가 거대한 업체는 유지비용이 만만치 않다. 냉각수의 경우도 이러한 배경과 결을 같이 하며 고정 유지비용을 최대한 줄여야 높은 마진을 창출할 수 있게 된다.[3] 다른 분야도 레이턴시가 중요하겠지만, 테슬라 같은 자동차 제조업체는 탑승자의 목숨이라는 중요한 요소를 책임져야 하기 때문에 레이턴시가 짧으면 짧을수록 좋다.[4] 구글 클라우드 플랫폼이 이러한 방식으로 컴퓨팅 서비스를 외부에 공급해주고 있다. 모건 스탠리는 이러한 부분에서 테슬라의 잠재 가능성을 높게 쳐주며 목표 주가를 250달러에서 400달러로 올렸다.#[5] 참고로 인간은 10의 15제곱 FLOPS의 연산 속도를 가지고 있다고 한다.

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