Сегодня стартап в области фотоники Neurophos из Остина, выросший из Университета Дьюка и Metacept (инкубатор под руководством Смита), выводит эти исследования на новый уровень для решения, возможно, самой большой проблемы, стоящей перед лабораториями искусственного интеллекта и гиперскейлерами: как масштабировать вычислительную мощность, сохраняя при этом потребление энергии под контролем.
Стартап разработал «метаповерхностный модулятр» с оптическими свойствами, которые позволяют ему выступать в роли тензорного ядра-процессора для выполнения матрично-векторных умножений — вычислений, лежащих в основе многих задач ИИ (особенно инференса), которые в настоящее время выполняются специализированными GPU и TPU, использующими традиционные кремниевые затворы и транзисторы. Разместив тысячи таких модуляторов на одном чипе, Neurophos заявляет, что его «оптический процессор» значительно быстрее кремниевых GPU, массово используемых в центрах обработки данных ИИ, и гораздо эффективнее при инференсе (запуске обученных моделей), что может быть весьма затратной задачей.
Для финансирования разработки своих чипов Neurophos только что привлек $110 миллионов в рамках раунда Серии А, возглавляемого Gates Frontier (венчурный фонд Билла Гейтса), при участии M12 от Microsoft, Carbon Direct, Aramco Ventures, Bosch Ventures, Tectonic Ventures, Space Capital и других.
Стоит отметить, что фотонные чипы — не новинка. Теоретически, фотонные чипы предлагают более высокую производительность, чем традиционный кремний, поскольку свет выделяет меньше тепла, чем электричество, может перемещаться быстрее и гораздо менее подвержен изменениям температуры и электромагнитных полей.
Однако оптические компоненты, как правило, намного больше своих кремниевых аналогов и их сложно производить массово. Кроме того, им требуются преобразователи для перевода данных из цифрового формата в аналоговый и обратно, которые могут быть громоздкими и потреблять много энергии.
Neurophos, однако, утверждает, что разработанная им метаповерхность может решить все эти проблемы разом, поскольку она примерно в «10 000 раз» меньше традиционных оптических транзисторов. По заявлению стартапа, такой малый размер позволяет разместить тысячи таких элементов на чипе, что обеспечивает гораздо более высокую эффективность по сравнению с традиционным кремнием, поскольку чип может выполнять гораздо больше вычислений одновременно.
«Когда вы уменьшаете оптический транзистор, вы можете выполнять гораздо больше математических операций в оптической области, прежде чем вам придется преобразовывать их обратно в электронную область», — рассказал TechCrunch доктор Патрик Боуэн, генеральный директор и соучредитель Neurophos. «Если вы хотите добиться скорости, вы должны сначала решить проблему энергоэффективности. Потому что, если вы возьмете чип и сделаете его в 100 раз быстрее, он будет потреблять в 100 раз больше энергии. Так что вы получаете привилегию скорости только после того, как решите проблему энергоэффективности».
В результате, как утверждает Neurophos, их оптический процессор может значительно превзойти GPU Nvidia B200 для ИИ. Стартап заявляет, что его чип может работать на частоте 56 ГГц, обеспечивая пиковую производительность в 235 ПетаОпераций в Секунду (POPS) при потреблении 675 Вт, в сравнении с B200, который выдает 9 POPS при 1000 Вт.
Боуэн сообщает, что Neurophos уже подписала контракты с несколькими заказчиками (хотя он отказался называть их), и такие компании, как Microsoft, «очень внимательно присматриваются» к продуктам стартапа.
Тем не менее, стартап выходит на высококонкурентный рынок, доминируемый Nvidia, самой дорогой публичной компанией в мире, чьи продукты в той или иной степени обеспечили весь бум ИИ. Существуют и другие компании, работающие в области фотоники, хотя некоторые, как Lighmatter, сменили фокус на межсоединения. Кроме того, Neurophos все еще в нескольких годах от начала производства, ожидая, что первые чипы появятся на рынке к середине 2028 года.
Но Боуэн уверен, что достижения в области производительности и эффективности, обеспечиваемые их метаповерхностными модуляторами, станут достаточным конкурентным преимуществом.
«Все, что делают другие, включая Nvidia, с точки зрения фундаментальной физики кремния, является скорее эволюционным, чем революционным, и это связано с прогрессом TSMC. Если посмотреть на улучшение узлов TSMC, в среднем они повышают энергоэффективность примерно на 15%, и на это уходит пара лет», — сказал он.
«Даже если мы спрогнозируем улучшения архитектуры Nvidia на протяжении лет, к моменту нашего выхода в 2028 году у нас все равно будет огромное преимущество перед всеми остальными на рынке, поскольку мы начинаем с 50-кратного отрыва от Blackwell как по энергоэффективности, так и по чистой скорости».
Чтобы решить традиционные проблемы массового производства оптических чипов, Neurophos заявляет, что их чипы могут изготавливаться с использованием стандартных материалов, инструментов и процессов кремниевых литейных производств.
Новое финансирование будет направлено на разработку первой интегрированной фотонной вычислительной системы компании, включая готовые к использованию в ЦОД модули OPU, полный программный стек и аппаратное обеспечение для раннего доступа разработчиков. Компания также открывает инженерный центр в Сан-Франциско и расширяет свою штаб-квартиру в Остине, штат Техас.
«Современный инференс ИИ требует колоссальных объемов энергии и вычислений», — заявил в своем заявлении доктор Марк Тремблей, корпоративный вице-президент и технический сотрудник по основной инфраструктуре ИИ в Microsoft. «Нам нужен прорыв в вычислениях, сопоставимый с тем скачком, который мы видели в самих моделях ИИ, — именно это и разрабатывают технология Neurophos и команда с высокой плотностью талантов».
*Facebook, *Instagram и *WhatsApp принадлежат компании Meta Platforms Inc., деятельность которой признана экстремистской и запрещена на территории Российской Федерации.
Всегда имейте в виду, что редакции могут придерживаться предвзятых взглядов в освещении новостей.
Автор – Ram Iyer
