Новые оптические транзисторы работают на частоте 56 ГГц и смогут потягаться с ИИ-чипами Nvidia

Техасский стартап Neurophos, который получил инвестиции от фонда Билла Гейтса, разработал оптический процессор, который компания называет в десять раз мощнее суперкомпьютера Nvidia Vera Rubin NVL72 в задачах FP4 и INT4 при сопоставимом энергопотреблении. Достичь таких показателей удалось благодаря использованию значительно большей матрицы и более высокой тактовой частоты.

Сообщается, что на чипе установлен один фотонный сенсор размером 1000 на 1000. Эта матрица примерно в 15 раз больше стандартной 256 x 256, которую используют в большинстве ИИ-ускорителей. При этом компании удалось уменьшить оптический транзистор примерно в 10 000 раз по сравнению с текущими решениями.

Эквивалент оптического транзистора, который производят фабрики кремниевой фотоники сегодня, огромен – около 2 мм в длину. Вы просто не сможете разместить достаточное количество таких элементов на чипе, чтобы достичь плотности вычислений, которая хотя бы отдалённо конкурирует с цифровой CMOS-технологией.

Первое поколение ускорителя получит "оптический эквивалент" одного тензорного ядра размером около 25 квадратных мм. Для сравнения, чип Nvidia Vera Rubin насчитывает 576 тензорных ядер, однако Neurophos компенсирует это другим подходом. Помимо большего размера матричного блока, первый оптический процессор компании Tulkas T100 будет работать на частоте 56 ГГц – значительно выше мирового рекорда 9,1 ГГц на Intel Core i9-14900KF и 2,6 ГГц буст-частоты Nvidia RTX Pro 6000. Это позволяет превосходить ИИ-ускорители Nvidia, несмотря на кажущееся отставание на бумаге.

Компания отметила, что оптические транзисторы созданы с использованием существующих технологий производства полупроводников, так что компания потенциально может привлечь фабрики вроде Intel или TSMC для массового выпуска. Пока же чипы находятся на стадии тестирования, и массовое производство ожидается не раньше 2028 года. Компании также предстоит решить ряд задач, включая потребность в большом количестве векторных процессоров и статической памяти SRAM.

Фотоника становится новым направлением, которое привлекает внимание крупных игроков. Nvidia уже использует фотонные коммутаторы Spectrum-X Ethernet в платформе Rubin, а AMD планирует создать центр стоимостью $280 миллионов, специально ориентированный на исследования в области кремниевой фотоники.