|
Двадцать лет назад профессор Университета Дьюка Дэвид Р. Смит использовал искусственные композитные материалы под названием “метаматериалы”, чтобы создать реальные- пожизненный плащ-невидимка . Хотя этот плащ на самом деле работал не так, как у Гарри Поттера, и демонстрировал ограниченную способность скрывать объекты от света на расстоянии одной микроволновой волны, эти достижения в области материаловедения в конечном итоге привели к исследованиям в области электромагнетизма.
Сегодня базирующийся в Остине Neurophos, стартап в области фотоники, созданный на базе Университета Дьюка, и Metacept (инкубатор, управляемый Смитом) продолжают свои исследования, чтобы решить что может быть самой большой проблемой, стоящей перед лабораториями искусственного интеллекта и гиперскейлерами: как масштабировать вычислительные мощности, контролируя при этом энергопотребление.
Стартап разработал “метаповерхностный модулятор” с оптическими свойствами, которые позволяют ему служить в качестве тензорного процессора для выполнения матрично—векторного умножения - математической операции, которая лежит в основе многих работ ИИ (в частности, логического вывода)., в настоящее время выполняемый специализированными графическими процессорами и TPU, использующими традиционные кремниевые вентили и транзисторы. По словам Neurophos, благодаря установке тысяч таких модуляторов на чип, его “оптический процессор” работает значительно быстрее, чем кремниевые графические процессоры, которые в настоящее время массово используются в центрах обработки данных с искусственным интеллектом, и гораздо эффективнее при выводе данных (запуске обученных моделей), что может быть довольно дорогостоящей задачей.
Для финансирования разработки своих чипов Neurophos только что привлекла 110 миллионов долларов в рамках раунда серии А, организованного Gates Frontier (венчурной компанией Билла Гейтса) при участии Microsoft M12, Carbon Direct, Aramco Ventures, Bosch Ventures, Tectonic Ventures, Space Capital и других.
Итак, В фотонных чипах нет ничего нового . Теоретически, фотонные чипы обладают более высокой производительностью, чем традиционные кремниевые, поскольку свет выделяет меньше тепла, чем электричество, распространяется быстрее и гораздо менее чувствителен к изменениям температуры и электромагнитным полям.
Но оптические компоненты, как правило, намного крупнее своих кремниевых аналогов, и их может быть сложно массово производить. И им также нужны преобразователи для преобразования данных из цифровых в аналоговые и обратно, которые могут быть большими и потреблять много энергии.
Однако компания Neurophos утверждает, что разработанная ею метаповерхность может решить все эти проблемы одним махом, поскольку она примерно в “10 000 раз” меньше традиционных оптических транзисторов. Небольшой размер, как утверждает стартап, позволяет разместить тысячи модулей на чипе, что обеспечивает гораздо большую эффективность, чем у традиционного кремниевого чипа, поскольку чип может выполнять гораздо больше вычислений одновременно.
“Когда вы уменьшаете размер оптического транзистора, вы можете выполнить гораздо больше математических операций в области оптики, прежде чем вам придется выполнять это преобразование обратно в область электроники”, - сказал AGI_LOG доктор Патрик Боуэн, генеральный директор и соучредитель Neurophos. “Если вы хотите работать быстро, вам сначала нужно решить проблему энергоэффективности. Потому что, если вы собираетесь взять чип и сделать его в 100 раз быстрее, он потребляет в 100 раз больше энергии. Таким образом, вы получаете преимущество быстрой работы после решения проблемы энергоэффективности”.
В результате, как утверждает Neurophos, появился оптический процессор, который может значительно превзойти графический процессор Nvidia B200 AI GPU. В стартапе говорится, что его чип может работать на частоте 56 ГГц, обеспечивая максимальную производительность 235 операций Peta в секунду (POPS) и потребляя 675 Вт, по сравнению с B200, который может выдавать 9 POPS при 1000 Вт.
Боуэн говорит, что Neurophos уже подписала контракт с несколькими клиентами (хотя он отказался назвать кого-либо из них), и компании, включая Microsoft, “очень внимательно присматриваются” к продуктам стартапа.
Тем не менее, стартап выходит на перенаселенный рынок, на котором доминирует Nvidia, самая дорогая публичная компания в мире, чьи продукты в той или иной степени стали основой всего бума искусственного интеллекта. Есть и другие компании, работающие в области фотоники, хотя некоторые, такие как Lightmatter, изменили, сосредоточившись на межсоединениях. До начала производства Neurophos еще несколько лет, и ожидается, что ее первые чипы появятся на рынке к середине 2028 года.
Но компания Bowen уверена, что повышение производительности и экономичности, обеспечиваемое ее модуляторами с метаповерхностями, станет достаточным шагом вперед.
“То, что делают все остальные, включая Nvidia, с точки зрения фундаментальной физики кремния, на самом деле скорее эволюционное, чем революционное, и это связано с прогрессом TSMC. Если вы посмотрите на усовершенствования узлов TSMC, то в среднем они повышают энергоэффективность примерно на 15%, а это занимает пару лет”, - сказал он.
“Даже если мы проанализируем улучшение архитектуры Nvidia с годами, к моменту выхода в 2028 году у нас все равно будут огромные преимущества перед всеми остальными разработчиками на рынке, потому что мы начинаем с 50-кратного превосходства над Blackwell как по энергоэффективности, так и по быстродействию”.
А чтобы решить проблемы массового производства оптических чипов, с которыми традиционно сталкиваются производители, компания Neurophos заявляет, что ее чипы могут быть изготовлены с использованием стандартных кремниевых литейных материалов, инструментов и технологических процессов.
Новое финансирование будет использовано для разработки первой интегрированной фотонной вычислительной системы компании, включающей модули OPU для центров обработки данных, полный пакет программного обеспечения и оборудование для разработчиков с ранним доступом. Компания также открывает инженерный центр в Сан-Франциско и расширяет свою штаб-квартиру в Остине, штат Техас.
“Современный ИИ-логический вывод требует колоссальных затрат энергии и вычислительных ресурсов”, - говорится в заявлении доктора Марка Трамбле, корпоративного вице-президента и технического сотрудника core AI infrastructure в Microsoft. “Нам нужен прорыв в области вычислений, сравнимый с теми достижениями, которые мы наблюдаем в самих моделях искусственного интеллекта, и именно это разрабатывает команда Neurophos, обладающая технологиями и высокой квалификацией”.
