Gli scienziati in Cina hanno lanciato "Meteor-1", presumibilmente il primo chip di elaborazione ottica altamente parallelo del Paese, segnando un importante passo avanti nell'uso di hardware basato sulla luce per gestire enormi carichi di lavoro paralleli.
L'iniziativa arriva mentre il Paese si sta allontanando dalla tecnologia statunitense, a causa delle restrizioni all'esportazione di tecnologie di intelligenza artificiale avanzate. I media locali in Cina hanno riferito che questo dovrebbe portare a un'accelerazione hardware per l'intelligenza artificiale e ai data center, attualmente alle prese con la crescente domanda di elaborazione.
Il nuovo chip cinese compete con la GPU top di gamma di Nvidia
Progettato dai team dello Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics (SIOM) e della Nanyang Technological University, il dispositivo vanta una prestazione di picco teorica pari a 2.560 TOPS (tera-operazioni al secondo) con un clock ottico da 50 GHz.
Ciò la colloca allo stesso livello delle migliori GPU di Nvidia, offrendo una soluzione interna per accelerare le attività di intelligenza artificiale e dei data center in un contesto di crescente domanda di elaborazione e restrizioni sui chip negli Stati Uniti.
Storicamente, gli sforzi nel campo dell'informatica ottica si sono concentrati sull'ingrandimento delle dimensioni della matrice interna che esegue i calcoli.
Matrici più grandi consentono teoricamente di elaborare più dati in parallelo, ma in pratica si scontrano con vincoli ingegneristici, layout complessi dei chip, la necessità di estrema precisione nell'allineamento delle guide d'onda e costi di fabbricazione proibitivi.
Secondo il South China Morning Post ( SCMP ), gli sforzi della TSMC e di gruppi accademici come il Caltech si sono rivelati promettenti in ambito di laboratorio, ma quei prototipi hanno faticato a tradursi in soluzioni di livello commerciale.
Un'altra strategia è stata quella di aumentare la frequenza di oscillazione della luce stessa. Frequenze ottiche più elevate possono garantire calcoli più rapidi, ma amplificano anche le perdite di segnale, esacerbano il rumore termico e alzano il livello di tolleranza dei componenti.
Finora, nessun team è riuscito ad abbinare grandi scale di matrice e ottiche ultraveloci in un unico sistema senza scontrarsi con forti compromessi che incidono negativamente sulle prestazioni reali.
Meteor-1 gestisce compiti complessi ed è la risposta alle sanzioni statunitensi
Meteor-1 traccia una rotta diversa: moltiplica il numero di attività simultanee anziché ingrandirne i singoli componenti. L'articolo del 17 giugno su eLight, a cura di Xie Peng, Han Xilin e Hu Guangwei, illustra come il chip incorpori oltre 100 canali di frequenza distinti all'interno di un'unica piattaforma fotonica.
Questo parallelismo di ordine elevato consente un aumento di cento volte, o più, dell'"utilità di calcolo ottica" senza espandere l'ingombro del chip, offrendo una soluzione pratica per i processori di nuova generazione alimentati dalla luce.
Con le restrizioni alle esportazioni degli Stati Uniti che di fatto vietano l'importazione dalla Cina delle schede grafiche RTX 4090 (1.321 TOPS) e RTX 5090 (3.352 TOPS) di Nvidia, il progetto Meteor-1 giunge a un punto critico.
I semiconduttori elettronici convenzionali si scontrano con limiti fondamentali, dissipazione del calore, effetto tunnel quantistico e consumi energetici insostenibili. I chip ottici aggirano molte di queste barriere, offrendo velocità elevatissima, ampia larghezza di banda, consumi energetici ridotti e latenza minima.
L'architettura di Meteor-1 è interamente progettata internamente. La sua sorgente luminosa integrata utilizza un pettine di frequenza ottica a microcavità che copre oltre 80 nm di spettro, estendendosi a oltre 200 lunghezze d'onda. Questa innovazione sostituisce efficacemente centinaia di laser discreti, riducendo la complessità del sistema, il consumo energetico e i costi.
Il die di elaborazione del core offre una larghezza di banda di trasmissione superiore a 40 nm, facilitando operazioni a bassa latenza e ad alta parallelità. Grazie a una scheda driver personalizzata con oltre 256 canali per una modulazione precisa del segnale, il sistema ha eseguito più di 100 attività simultanee nei test di benchmark, tutte a una frequenza di clock di 50 GHz, ottenendo 2.560 TOPS.
Han Xilin afferma a DeepTech che i parametri di costo-prestazioni di Meteor-1 potrebbero presto competere con le GPU elettroniche. Il ricercatore principale Xie Peng, un dottorato di ricerca del Massachusetts Institute of Technology che ha poi svolto ricerche a Oxford e alla NTU, attribuisce il rapido progresso alla struttura modulare del team SIOM, sotto la supervisione dell'Accademia Cinese delle Scienze.
"Ogni sottosistema critico aveva il suo esperto dedicato, consentendoci di integrare l'innovazione dell'intera catena, dalla ricerca fondamentale all'assemblaggio del sistema, in un arco di tempo notevolmente breve."
~Han Xilin.
Guardando al futuro, il gruppo ritiene che il loro progetto parallelo potrebbe superare i chip elettronici in termini di efficienza, consumo energetico e latenza, soddisfacendo l'insaziabile appetito di elaborazione dell'intelligenza artificiale e generando al contempo nuove applicazioni nell'analisi dei dati in tempo reale, nei sistemi autonomi e nella modellazione scientifica.
KEY Difference Wire aiuta i marchi di criptovalute a sfondare e dominare rapidamente i titoli dei giornali