Graphcore é uma empresa britânica de semicondutores com sede em Bristol, Inglaterra, que desenvolve aceleradores para inteligência artificial e aprendizado de máquina. Fundada em 2016 por Simon Knowles e Nigel Toon, a empresa é mais conhecida por sua Unidade de Processamento de Inteligência (IPU), um processador maciçamente paralelo projetado para manter modelos inteiros de aprendizado de máquina na memória do chip. Em julho de 2024, a Graphcore foi adquirida pelo SoftBank Group por aproximadamente US$ 500 milhões, após enfrentar desafios comerciais em um mercado dominado pela Nvidia e outros players estabelecidos.
História
A Graphcore foi fundada em 2016 por Simon Knowles e Nigel Toon, ambos veteranos da indústria de semicondutores. Knowles havia cofundado anteriormente a ARM Holdings spin-off Element 14 e a fabricante de chips Icera, enquanto Toon liderou a XMOS e ocupou cargos seniores na Altera. A empresa tinha como objetivo criar uma nova classe de processador especificamente adaptada para cargas de trabalho de IA, divergindo da abordagem centrada em GPU que dominava o campo.
No outono de 2016, a Graphcore garantiu sua primeira rodada de financiamento liderada pela Robert Bosch Venture Capital, com a participação da Samsung Electronics, Amadeus Capital Partners, C4 Ventures, Draper Esprit, Foundation Capital e Pitango. Esse apoio inicial permitiu que a empresa expandisse sua equipe de engenharia e acelerasse o desenvolvimento de sua arquitetura IPU.
Em julho de 2017, a Graphcore levantou uma rodada da Série B liderada pela Atomico, seguida alguns meses depois por um investimento adicional de US$ 50 milhões da Sequoia Capital. Essa injeção de capital avaliou a empresa em mais de US$ 300 milhões e financiou a tape-out de seu primeiro silício.
Em dezembro de 2018, a Graphcore fechou uma rodada da Série D de US$ 200 milhões, elevando sua avaliação para US$ 1,7 bilhão e conquistando o status de unicórnio. A rodada incluiu investimentos da Microsoft, Samsung e Dell Technologies. Esse financiamento apoiou o lançamento comercial de seus primeiros produtos e a expansão de seu ecossistema de software.
Em 13 de novembro de 2019, a Graphcore anunciou que suas placas IPU C2 estavam disponíveis para pré-visualização no Microsoft Azure, marcando um marco significativo na implantação em nuvem. A parceria com a Microsoft proporcionou aos primeiros clientes acesso a instâncias com tecnologia IPU para pesquisa e desenvolvimento em IA.
No início de 2023, a Meta Platforms adquiriu a equipe de tecnologia de rede de IA da Graphcore, um movimento que viu vários engenheiros se juntarem ao grupo de infraestrutura da Meta. Essa aquisição fez parte do esforço mais amplo da Meta para construir silício personalizado para seus data centers, embora a Graphcore tenha mantido seu negócio principal de IPU e sua equipe restante.
Em julho de 2024, o SoftBank Group concordou em adquirir a Graphcore por cerca de US$ 500 milhões. O negócio, que estava sujeito à revisão regulatória pela unidade de segurança de investimentos do governo do Reino Unido, marcou o fim da independência da Graphcore. A aquisição do SoftBank foi vista como um movimento estratégico para reforçar seu portfólio de chips de IA, que já incluía participações na ARM Holdings e na Nvidia.
Produtos
A principal linha de produtos da Graphcore é a Unidade de Processamento de Inteligência (IPU), um processador projetado do zero para cargas de trabalho de IA e aprendizado de máquina. Ao contrário das GPUs tradicionais, que são otimizadas para gráficos e posteriormente adaptadas para IA, a arquitetura IPU prioriza o processamento paralelo e a largura de banda da memória no chip.
Em 2016, a Graphcore anunciou o Poplar Software Stack, o primeiro conjunto de ferramentas baseado em grafos projetado especificamente para sua IPU. O Poplar permite que os desenvolvedores mapeiem modelos de aprendizado de máquina nos muitos núcleos da IPU, abstraindo as complexidades da programação paralela.
Em julho de 2017, a Graphcore revelou seu primeiro chip, o Colossus GC2, um processador de 16 nm com 1.216 núcleos e 256 KB de memória no processador por núcleo. O GC2 foi empacotado em uma placa PCI Express chamada Graphcore C2, que continha dois chips GC2, fornecendo um total de 2.432 núcleos e 512 MB de memória no chip. A placa C2 foi projetada para ser inserida em servidores padrão, semelhante às GPUs, e suportava estruturas populares de aprendizado de máquina, como TensorFlow e PyTorch.
Em julho de 2020, a Graphcore apresentou seu processador de segunda geração, o Colossus GC200, fabricado usando o processo de 7 nm da TSMC. O GC200 apresentava 1.472 núcleos, 900 MB de memória no processador e 59 bilhões de transistores, tornando-o um dos maiores chips já produzidos na época. O GC200 foi oferecido nos sistemas IPU-POD Mk2, que podiam ser dimensionados de uma única placa para grandes clusters com milhares de IPUs.
Em 2022, a Graphcore e a TSMC colaboraram no Bow IPU, uma versão empacotada em 3D do GC200 que unia um die de fornecimento de energia ao die do processador. Essa técnica avançada de empacotamento permitiu velocidades de clock mais altas, reduzindo o consumo de energia e melhorando o desempenho por watt.
Tanto o GC2 quanto o GC200 suportam 6 threads por núcleo, permitindo que o GC2 execute 7.296 threads e o GC200 execute 8.832 threads simultaneamente. A arquitetura da IPU é baseada no paralelismo MIMD (Multiple Instruction, Multiple Data), com cada núcleo executando instruções independentes. Ao contrário das GPUs, que dependem de hierarquias de memória compartilhada, a IPU usa memória distribuída, com cada núcleo tendo seu próprio bloco de memória dedicado. Esse design elimina a necessidade de uma hierarquia de cache separada, pois todos os dados residem na memória do chip, reduzindo a latência e o consumo de energia.
A IPU suporta aritmética de ponto flutuante de meia precisão (FP16) com arredondamento estocástico, particularmente adequada para treinamento de IA. Ela também suporta precisão simples (FP32) em desempenho menor para aplicações que exigem maior precisão numérica. O processador é projetado para executar modelos inteiros de aprendizado de máquina dentro de sua memória no chip, evitando a necessidade de transferências frequentes de dados fora do chip que criam gargalos em arquiteturas tradicionais.
A pilha de software da Graphcore, incluindo o Poplar e a biblioteca PopART, fornece ferramentas para compilação, otimização e execução de modelos. A empresa também desenvolveu o PopDist, uma estrutura de treinamento distribuído, e o PopSparse, uma biblioteca para operações de matrizes esparsas. Essas ferramentas visam facilitar aos desenvolvedores a portabilidade de modelos existentes para a IPU e explorar seus recursos exclusivos.
Ver também
Referências
- "Graphcore - Sobre nós". Graphcore. Recuperado em 01/01/2025.
- "Graphcore levanta US$ 200 milhões com avaliação de US$ 1,7 bilhão". TechCrunch. 18/12/2018.
- "Meta adquire equipe de rede de IA da Graphcore". The Register. 10/03/2023.
- "SoftBank adquire a Graphcore". Financial Times. 11/07/2024.
- "Graphcore revela o Colossus GC200". AnandTech. 15/07/2020.
- "Graphcore e TSMC anunciam o Bow IPU". Comunicado de imprensa da Graphcore. 22/05/2022.