Neurophos strânge 110 milioane de dolari pentru procesoare optice AI

De la mantii de invizibilitate la procesoare optice AI

În urmă cu douăzeci de ani, profesorul David R. Smith de la Universitatea Duke a utilizat materiale compozite artificiale numite "metamateriale" pentru a crea o manta de invizibilitate reală. Deși această manta nu funcționa exact ca cea din Harry Potter, având capacități limitate de a ascunde obiecte de lumina unei singure lungimi de undă de microunde, aceste progrese în știința materialelor au dus ulterior la cercetări în electromagnetism.

Astăzi, startup-ul Neurophos din Austin, derivat din Universitatea Duke și incubatorul Metacept condus de Smith, duce această cercetare mai departe pentru a rezolva una dintre cele mai mari probleme ale laboratoarelor AI și ale hyperscalerilor: cum să scaleze puterea de calcul menținând consumul de energie sub control.

Inovația metasurface modulator

Startup-ul a dezvoltat un "metasurface modulator" cu proprietăți optice care îi permit să funcționeze ca un procesor de nucleu tensorial pentru efectuarea înmulțirii matrice-vector, o operațiune matematică esențială în multe lucrări AI, în special în inferență. Neurophos susține că, prin integrarea a mii de astfel de modulatori pe un chip, unitatea sa de procesare optică este semnificativ mai rapidă decât GPU-urile din siliciu utilizate în prezent în centrele de date AI și mult mai eficientă în inferență.

Pentru a finanța dezvoltarea acestor chipuri, Neurophos a strâns recent 110 milioane de dolari într-o rundă de finanțare Series A condusă de Gates Frontier, firma de investiții a lui Bill Gates, cu participarea Microsoft M12, Carbon Direct, Aramco Ventures, Bosch Ventures, Tectonic Ventures, Space Capital și alții.

Avantajele și provocările chipurilor fotonice

Chipurile fotonice nu sunt o noutate. În teorie, acestea oferă performanțe superioare siliciului tradițional deoarece lumina produce mai puțină căldură decât electricitatea, poate călători mai rapid și este mult mai puțin susceptibilă la schimbările de temperatură și câmpuri electromagnetice.

Totuși, componentele optice tind să fie mult mai mari decât cele din siliciu și pot fi dificil de produs în masă. De asemenea, au nevoie de convertoare pentru a transforma datele din digital în analog și invers, ceea ce poate consuma mult spațiu și energie.

Neurophos, însă, susține că metasurface-ul său poate rezolva toate aceste probleme dintr-o singură lovitură, fiind de aproximativ "10,000 de ori" mai mic decât tranzistorii optici tradiționali. Dimensiunea redusă permite integrarea a mii de unități pe un chip, ceea ce duce la o eficiență mult mai mare decât siliciul tradițional, deoarece chipul poate efectua mult mai multe calcule simultan.

Performanța și viitorul Neurophos

«Când micșorezi tranzistorul optic, poți efectua mult mai multe calcule în domeniul optic înainte de a face conversia în domeniul electronic», a declarat Dr. Patrick Bowen, CEO și co-fondator al Neurophos, pentru TechCrunch. «Dacă vrei să fii rapid, trebuie să rezolvi problema eficienței energetice mai întâi. Pentru că dacă iei un chip și îl faci de 100 de ori mai rapid, va consuma de 100 de ori mai multă putere. Așadar, ai privilegiul de a fi rapid după ce rezolvi problema eficienței energetice.»

Neurophos susține că unitatea sa de procesare optică poate depăși cu mult GPU-ul AI B200 de la Nvidia. Startup-ul afirmă că chipul său poate funcționa la 56 GHz, oferind un vârf de 235 Peta Operațiuni pe Secundă (POPS) și consumând 675 wați, comparativ cu B200, care poate furniza 9 POPS la 1,000 wați.

Bowen spune că Neurophos a semnat deja contracte cu mai mulți clienți (deși a refuzat să numească vreunul), iar companii precum Microsoft sunt «foarte interesate» de produsele startup-ului.

Provocările pieței și planurile de viitor

Totuși, startup-ul intră pe o piață aglomerată, dominată de Nvidia, cea mai valoroasă companie publică din lume, ale cărei produse au susținut mai mult sau mai puțin întregul boom AI. Există și alte companii care lucrează la fotonică, deși unele, precum Lighmatter, s-au orientat spre interconexiuni. Neurophos este încă la câțiva ani distanță de producție, așteptând ca primele sale chipuri să ajungă pe piață până la mijlocul anului 2028.

Bowen este însă încrezător că progresele în performanță și eficiență oferite de modulatorii săi metasurface vor constitui un avantaj competitiv suficient.

«Ceea ce fac toți ceilalți, inclusiv Nvidia, în ceea ce privește fizica fundamentală a siliciului, este mai degrabă evolutiv decât revoluționar și este legat de progresul TSMC. Dacă te uiți la îmbunătățirea nodurilor TSMC, în medie, acestea îmbunătățesc eficiența energetică cu aproximativ 15%, și asta durează câțiva ani», a spus el.

«Chiar dacă ne uităm la îmbunătățirea arhitecturii Nvidia de-a lungul anilor, până când vom ieși pe piață în 2028, vom avea încă avantaje masive față de toți ceilalți din piață, deoarece începem cu un avantaj de 50 de ori față de Blackwell atât în eficiența energetică, cât și în viteza brută.»

Pentru a aborda problemele de producție în masă cu care se confruntă în mod tradițional chipurile optice, Neurophos afirmă că chipurile sale pot fi realizate cu materiale, unelte și procese standard de fabricare a siliciului.

Finanțarea recentă va fi utilizată pentru dezvoltarea primului sistem de calcul fotonic integrat al companiei, inclusiv module OPU pregătite pentru centrele de date, un set complet de software și hardware pentru dezvoltatori cu acces timpuriu. Compania își deschide, de asemenea, un site de inginerie în San Francisco și își extinde sediul din Austin, Texas.

«Inferența AI modernă necesită cantități monumentale de putere și calcul», a declarat Dr. Marc Tremblay, vicepreședinte corporativ și cercetător tehnic în infrastructura AI de bază la Microsoft, într-o declarație. «Avem nevoie de un avans în calcul comparabil cu salturile pe care le-am văzut în modelele AI în sine, ceea ce dezvoltă tehnologia Neurophos și echipa sa cu densitate mare de talente.»