Flytten kommer när OpenAI försöker ligga i framkant i racet med artificiell intelligens och möta den ökande efterfrågan.I januari gick företaget med på att köpa upp till 750 megawatt beräkningskapacitet från Cerebras under tre år i en affär värd mer än 10 miljarder dollar.
Det nya åtagandet är dubbelt så stort som OpenAI:s tidigare avtal med chiptillverkaren.
Affären belyser branschens växande efterfrågan på beräkningskapacitet som behövs för att stödja slutledning, den process genom vilken AI-modeller genererar svar.
Rapporten sa att Cerebras kunde avslöja en del av sitt tidigare oanmälda partnerskap med OpenAI redan på fredag.
Enligt avtalet kommer OpenAI att få teckningsoptioner för en minoritetsandel i Cerebras, med dess ägarposition potentiellt öka i takt med att investeringen växer.Rapporten sade också att OpenAI har gått med på att tillhandahålla ungefär 1 miljard dollar för att hjälpa till att finansiera byggandet av datacenter som används för att köra AI-produkter.
OpenAI:s totala utgifter under de kommande tre åren kan nå 30 miljarder dollar, vilket kan översättas till teckningsoptioner som representerar så mycket som 10% av aktierna i Cerebras.
Partnerskapet med OpenAI anses vara avgörande för Cerebras börsintroduktionsplaner, eftersom AI-chiptillverkaren siktar på att bli börsnoterad under andra kvartalet i år.Cerebras, som tidigare värderats till 23,1 miljarder dollar, planerar att ta in 3 miljarder dollar genom en börsnotering i maj till en värdering av cirka 35 miljarder dollar.
Cerebras grundades 2015 och är känt för sina motorchips i waferskala, som konkurrerar med produkter från Nvidia och andra AI-chiptillverkare.OpenAI verkställande direktör Sam Altman var en tidig investerare i Cerebras.