Cerebras Systems Inc., con sede en Sunnyvale, California, desarrolla semiconductores, supercomputadoras y software relacionado para impulsar aplicaciones de inteligencia artificial de aprendizaje profundo, como los motores de inferencia. Sus productos incluyen semiconductores de motor a escala de oblea (WSE), supercomputadoras de la serie CS y API en la nube para entrenamiento e inferencia de IA, lo que permite a los usuarios acceder a su potencia de cálculo de forma remota. La empresa también construye centros de datos con sus procesadores para ofrecer servicios de computación en la nube directos.
Los semiconductores WSE-3 de Cerebras, que miden 215 mm (8,5 pulgadas) cuadrados, son actualmente los semiconductores de IA más grandes jamás construidos, ocupando obleas de silicio completas. Utilizan integración a escala de oblea y tejido conmutado para reducir la latencia y los cuellos de botella de interconexión en comparación con los clústeres de GPU, y emplean memoria estática de acceso aleatorio (SRAM) en lugar de memoria dinámica (DRAM). Aunque son significativamente más potentes que las ofertas de la competencia, presentan desventajas como su gran tamaño, un consumo de energía de 25 kW y costos de hasta 3 millones de dólares por unidad.
Historia
Cerebras Systems fue fundada en 2015 por Andrew Feldman, Gary Lauterbach, Michael James, Sean Lie y Jean-Philippe Fricker, quienes habían trabajado juntos previamente en SeaMicro, una empresa creada por Feldman y Lauterbach en 2007 y vendida a AMD en 2012 por 334 millones de dólares. Los fundadores reconocieron que las GPU no eran óptimas para procesos de IA avanzados, pero tuvieron que superar importantes desafíos de ingeniería, incluido el diseño de métodos de refrigeración únicos para evitar que un semiconductor masivo se sobrecalentara, el desarrollo de software para sortear defectos microscópicos de fabricación y la invención de una máquina para perforar 40 tornillos en la oblea simultáneamente sin agrietarla.
La empresa tuvo dificultades con el empaquetado de circuitos integrados: adherir silicio a una placa base, gestionar la alimentación eléctrica y manejar la refrigeración y la entrega de datos. Tras gastar 8 millones de dólares al mes y 200 millones en total en el problema, Cerebras finalmente produjo un producto funcional en julio de 2019 después de un exhaustivo proceso de prueba y error.
En agosto de 2019, Cerebras anunció sus semiconductores WSE-1 de primera generación y el sistema de supercomputación CS-1, un dispositivo montado en rack de 19 pulgadas con un único procesador WSE-1 que contenía 400 000 núcleos de procesamiento, 1,2 billones de transistores, doce conexiones Ethernet de 100 gigabits y 18 gigabytes de memoria. Los primeros clientes incluyeron instituciones educativas y empresas de ciencias de la vida que construían supercomputadoras para el descubrimiento de fármacos, la dinámica de fluidos computacional, la investigación genética, la predicción de respuesta a medicamentos y la investigación sobre la COVID-19, como GlaxoSmithKline, AstraZeneca, el Laboratorio Nacional de Tecnología Energética, el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore, el Centro de Supercomputación de Pittsburgh y el Centro de Computación Paralela de Edimburgo.
En septiembre de 2020, Cerebras abrió una oficina en Japón y se asoció con Tokyo Electron. En abril de 2021, lanzó el sistema CS-2 basado en el WSE-2, fabricado con el proceso de 7 nm de TSMC. El WSE-2 tiene 850 000 núcleos, 2,6 billones de transistores, 40 gigabytes de SRAM en chip, 20 petabytes por segundo de ancho de banda de memoria y 220 petabits por segundo de ancho de banda de tejido, lo que permite admitir modelos de IA con más de 120 billones de parámetros. Entre los clientes se encontraban TotalEnergies, nference, el Centro Nacional de Aplicaciones de Supercomputación y el Centro de Supercomputación Leibniz.
En agosto de 2021, Cerebras se asoció con Peptilogics para aplicaciones de IA en terapias peptídicas. En junio de 2022, estableció un récord por los modelos de IA más grandes entrenados en un solo dispositivo: un sistema CS-2 entrenó modelos de hasta 20 mil millones de parámetros, incluidos GPT-3XL 1.3B, GPT-J 6B, GPT-3 13B y GPT-NeoX 20B, con una complejidad de software reducida. En agosto de 2022, el Museo de Historia de la Computación presentó una exhibición con el WSE-2, y Cerebras abrió una oficina en Bangalore, India.
En septiembre de 2022, Cerebras anunció los Clústeres a Escala de Oblea, que conectan hasta 192 sistemas CS-2, con un clúster de 16 sistemas que proporciona 13,6 millones de núcleos para procesamiento de lenguaje natural mediante paralelismo de datos. En octubre de 2022, los Laboratorios Nacionales Sandia comenzaron a utilizar el CS-2 para la computación de administración de existencias nucleares. En noviembre de 2022, Cerebras presentó la supercomputadora Andrómeda, que combina 16 chips WSE-2 en un clúster con 13,5 millones de núcleos optimizados para IA, ofreciendo hasta 1 exaflop de computación de IA con un consumo de 500 kW, drásticamente menos que los sistemas comparables acelerados por GPU. Ese mismo mes también se asoció con Cirrascale Cloud Services para un servicio de computación de tarifa plana de "pago por modelo", y logró hitos en el Laboratorio Nacional de Tecnología Energética. El Laboratorio Nacional Argonne ganó el Premio Gordon Bell 2022 por investigación sobre la COVID-19 utilizando el CS-2 junto con productos de Nvidia y Hewlett-Packard.
En julio de 2023, G42 acordó pagar alrededor de 100 millones de dólares por la primera de potencialmente nueve supercomputadoras de Cerebras.
Tecnología y Productos
La tecnología central de Cerebras es el motor a escala de oblea, un semiconductor único que abarca una oblea de silicio completa, eliminando la necesidad de múltiples chips e interconexiones. El WSE-3, anunciado en 2024, continúa este enfoque con un rendimiento mejorado. La supercomputadora CS-3, presentada en 2024, alberga el WSE-3 y está diseñada tanto para el entrenamiento como para la inferencia de grandes modelos de IA. La empresa también ofrece API en la nube para entrenamiento e inferencia de IA, lo que permite a los clientes acceder a su hardware sin necesidad de comprarlo.
El uso de SRAM en lugar de DRAM proporciona un ancho de banda de memoria extremadamente alto y baja latencia, algo crítico para cargas de trabajo de aprendizaje profundo. La arquitectura de tejido conmutado permite una comunicación eficiente dentro del chip, reduciendo los cuellos de botella comunes en los clústeres de GPU.
Fabricación y Clientes
Los semiconductores de Cerebras son fabricados por TSMC, actualmente la única empresa capaz de producir sus chips. La compañía tiene oficinas en Sunnyvale, San Diego, Toronto y Bangalore, India. Sus principales clientes incluyen la Universidad de Inteligencia Artificial Mohamed bin Zayed (62% de los ingresos de 2025), G42 (24% de los ingresos de 2025), OpenAI (firmado en 2026) y Amazon Web Services (firmado en 2026).
Posición en el Mercado y Competencia
Los principales competidores de hardware de Cerebras son Nvidia, AMD, Intel y Broadcom, mientras que sus servicios de computación en la nube compiten con Amazon Web Services, Microsoft Azure, Google Cloud Platform, Oracle Corporation y CoreWeave. El enfoque a escala de oblea de la empresa ofrece ventajas en rendimiento y eficiencia energética para ciertas cargas de trabajo de IA, pero su alto costo y requisitos de energía limitan su mercado a aplicaciones especializadas.
Aplicaciones e Investigación
Los sistemas de Cerebras se han utilizado en diversos campos, incluidos el descubrimiento de fármacos, la genómica, la dinámica de fluidos computacional y la seguridad nacional. La asociación de la empresa con G42 ha expandido su alcance en Oriente Medio, y su colaboración con OpenAI y Amazon Web Services indica una creciente adopción en la industria de la IA. Cerebras también ha participado en investigación de IA a gran escala, como el entrenamiento de modelos con miles de millones de parámetros en un solo sistema.
Desarrollos Recientes
En 2024, Cerebras presentó el WSE-3 y el CS-3, ampliando aún más los límites del tamaño y rendimiento de los chips. La empresa ha seguido expandiendo sus ofertas en la nube, permitiendo un acceso más amplio a su tecnología. A partir de 2025, Cerebras sigue siendo un actor de nicho en el mercado de hardware de IA, pero su enfoque único ha atraído una atención e inversión significativas.