Cerebras Systems Inc.は、カリフォルニア州サニーベールに本社を置く半導体およびスーパーコンピュータ企業である。同社は、世界最大級のAIプロセッサであるウェハースケールエンジン（WSE）シリーズを設計・製造し、顧客が自社のハードウェアにリモートでアクセスできるクラウドコンピューティングサービスも提供している。2024年、同社は更なる拡大のための資金調達を目的として新規株式公開（IPO）を申請し、成長軌道における重要な一歩を踏み出した。
同社の主要製品には、WSE-3半導体、CS-3スーパーコンピュータ、AI推論・学習クラウド用APIが含まれる。これらのシステムは、ディープラーニングや大規模言語モデルのワークロードを加速するように設計されており、従来のGPUベースのクラスターを上回る性能を発揮することが多い。Cerebrasの技術は、シリコンウェハー全体を単一のチップとして使用する点で注目に値し、これはウェハースケール集積と呼ばれる技術で、マルチチップ方式と比較して相互接続レイテンシと消費電力を削減する。
設立と初期の開発
Cerebrasは2015年、Andrew Feldman、Gary Lauterbach、Michael James、Sean Lie、Jean-Philippe Frickerによって設立された。彼らは全員、2012年にAMDに買収されたサーバー技術企業SeaMicroで共に働いていた。創業者たちは、GPUがすべてのAIタスクに理想的ではないことを認識し、ゼロから新しいアーキテクチャを設計することを決意した。初期の課題には、巨大なチップから発生する熱を管理する独自の冷却方法の開発、微細な製造欠陥を回避するソフトウェアの作成、ウェハーをマザーボードに安全に取り付ける機械の発明などがあった。同社はこれらのパッケージング問題を解決するために数年間で約2億ドルを費やし、月間約800万ドルを消費した後、2019年7月にようやく実用的な製品を完成させた。
製品の進化：WSE-1とWSE-2
2019年8月、Cerebrasは第1世代のウェハースケールエンジン（WSE-1）とCS-1スーパーコンピューティングシステムを発表した。WSE-1は40万個のプロセッシングコア、1.2兆個のトランジスタ、18ギガバイトのオンチップメモリを搭載していた。CS-1は19インチラックマウント型アプライアンスで、12本の100ギガビットイーサネット接続を備え、既存のデータセンターに接続できるように設計されていた。初期の顧客には、グラクソ・スミスクラインやアストラゼネカなどの製薬会社、ローレンス・リバモア国立研究所やピッツバーグ・スーパーコンピューティング・センターなどの国立研究所が含まれ、創薬、ゲノム研究、シミュレーションにシステムを利用していた。
2021年4月、CerebrasはWSE-2チップを搭載したCS-2をリリースした。WSE-2はコア数を85万個に倍増させ、オンチップSRAMを40ギガバイトに拡張した。TSMCの7ナノメートルプロセスで製造されたCS-2は、より小型（高さ26インチ）で、120兆パラメータを超えるAIモデルをサポートできた。CS-2の顧客には、トタルエナジーズ、国立スーパーコンピューティング応用センター、ライプニッツ・スーパーコンピューティング・センターなどが含まれる。2022年6月、Cerebrasは単一のCS-2システム上で最大200億パラメータのモデルを学習させる記録を樹立し、GPT-3やGPT-NeoXのバージョンを含むモデルを処理した。
スケールアップ：アンドロメダとウェハースケールクラスター
2022年9月、Cerebrasは複数のCS-2システムを単一のコンピューティングクラスターに接続するウェハースケールクラスターの概念を導入した。16システムのクラスターは1360万コアを達成でき、最大192台のCS-2をリンクして大規模なAI学習ワークロードを処理できた。2022年11月、同社は16チップクラスターであるアンドロメダを発表し、わずか500キロワットの消費電力で最大1エクサフロップスのAIコンピューティングパワーを実現した。これは、同等のGPUベースのスーパーコンピュータよりも大幅に少ない消費電力であり、エネルギー効率とスケーラビリティにおけるCerebrasの優位性を示す画期的な成果となった。
最近の成果とパートナーシップ
2023年、Cerebrasはアラブ首長国連邦に拠点を置くAI企業G42と提携し、G42は最初のユニットに約1億ドル相当の最大9台のスーパーコンピュータを購入することに合意した。同社はまた、顧客基盤をOpenAIやAmazon Web Services（AWS）に拡大し、2026年に契約が締結されたと後に発表された。2024年時点で、Cerebrasには4つの主要顧客があった：モハメド・ビン・ザーイド人工知能大学（2025年の収益の62%）、G42（24%）、OpenAI、AWSである。同社はまた、サンディエゴ、トロント、インドのバンガロールにオフィスを構え、ウェハースケールチップの特殊な要件のため、唯一の半導体メーカーとしてTSMCを使用している。
技術と競争環境
Cerebrasのチップは、これまでに製造された中で最大のAI半導体であり、215ミリメートル四方でシリコンウェハー全体を覆っている。多くのGPUに見られるダイナミックRAMの代わりにスタティックランダムアクセスメモリ（SRAM）を使用しており、これが速度に貢献している。そのハードウェアの主な競合他社には、Nvidia、AMD、Intel、Broadcomが含まれ、クラウドコンピューティングサービスは、Amazon Web Services、Microsoft Azure、Google Cloud、Oracle Cloud、CoreWeaveと競合している。その利点にもかかわらず、Cerebrasには25キロワットの消費電力やノードあたり最大300万ドルのコストといった欠点があり、高性能AIユーザーのニッチ市場に限定されている。
IPO申請と企業見通し
2024年、Cerebrasは株式公開を目指してIPOを申請し、研究開発、製造能力、グローバル展開のための資金調達を目指した。この申請は、大規模言語モデルと生成AIアプリケーションの普及に牽引されたAIインフラストラクチャへの需要の高まりの中で行われた。2024年時点で、同社はまだIPOを完了しておらず、財務詳細は非公開のままであった。この動きは、AIハードウェア分野における差別化されたプレーヤーとしての地位を活用するための戦略的取り組みと見なされたが、少数の主要顧客への依存度の高さや、技術に関連する高コストについても scrutinized された。
アプリケーションとエコシステム
Cerebrasシステムは、創薬、ゲノミクス、流体力学、核備蓄管理など、さまざまな科学的・商業的アプリケーションで使用されている。例えば、国立エネルギー技術研究所やアルゴンヌ国立研究所は、ディープラーニングを活用したCOVID-19研究にCerebrasハードウェアを採用している。同社はまた、計算化学や気候モデリングなどの分野の取り組みも支援しているが、主な焦点は機械学習とAIの学習と推論に置かれている。クラウドAPIを通じて、Cerebrasは開発者がハードウェアを購入せずに技術にアクセスできるようにしており、大企業や研究機関を超えてそのリーチを広げている。
将来の方向性
今後、Cerebrasはウェハースケールコンピューティングの限界を押し広げ続けることを目指しており、より大きなチップとより効率的な冷却メカニズムの計画を進めている。同社はまた、エッジコンピューティングやオンデバイスAIなどの新市場も模索しているが、これらはまだ初期段階にある。AI業界が急速に進化する中、Cerebrasの成功は、コスト管理と生産拡大を両立させながら技術的リーダーシップを維持できるかどうかにかかっている。IPOが成功すれば、これらの目標を達成するための財務リソースを提供できる可能性があるが、競争環境は依然として激しく、主要なクラウドプロバイダーはAWS TrainiumやGoogle Cloud TPUなどのカスタムシリコンに多額の投資を行っている。
その歴史を通じて、Cerebrasは革新能力を実証し、前例のないエンジニアリング上の課題を克服して、AIハードウェアで可能なことを再定義する製品を提供してきた。2024年時点で、同社はより強力で効率的なAIシステムへの取り組みにおける主要プレーヤーであり続けており、そのウェハースケール技術は従来のGPUベースのアーキテクチャに代わる明確な選択肢を提供している。