Neurophos: Новата генерација на оптички единица за обработка со моќта на светлината и објаснување на дизајнот со матрица од 1.000×1.000

Американската компанија Neurophos најавува дека развила оптички процесорски модул базиран на силикон фотороника (OPU). Компанијата тврди дека овој чип може да обезбеди приближно 10 пати поголема продуктивност во FP4 и INT4 пресметковните задачи во споредба со Nvidia Vera Rubin NVL72 платформата, и тоа со слична потрошувачка на енергија. Клучната разлика се јавува во големината на матрицата која се фокусира на оптички пресметки, при што е целта да се направи еден фоторонски сензор на чипот со размери од 1.000 × 1.000. Ова претставува значително предност во споредба со сегашните матрици од 256 × 256 и овозможува истовремено да се извршат повеќе операции за множење-собирање.

Што се однесува до еден од позначајните предизвици – големината на оптичките трансистори, Neurophos тврди дека ги надминала традиционалните силиконски трансистори со должина од околу 2 милиметри во производството на силикон фотороника и развиела многу помали компоненти. Оваа намалување го унапредува конкурентскиот потенцијал на оптичките пресметки со дигиталната CMOS технологија. Првиот генерациски ускорувач на компанијата содржи еден единствен тензорски јазол, наречен „оптички еквивалент“, кој зафаќа област од околу 25 милиметри квадратни. Иако изгледа дека овој чип е понизок од Nvidia Vera Rubin чипот со 576 тензорски јазли, неговата фотонска структура за употреба прави разлика.

Првиот OPU на Neurophos, Tulkas T100, работи на висок таков такт од 56 GHz. Поврзувањето на оваа високоскоростна и голема матрична структура доведува до тврдења дека дури и со слабата моќност, на хартија, тоа може да ја надмине силата на моќните AI GPU-и на Nvidia. Компанијата тврди дека овој чип може да достигне околу 235 пета извршувања по секунда (POPS), со потрошувачка на 675 вати. За споредба, чипот B200 нуди 9 POPS со 1000 В.

Тврдење за производство и усогласеност е уште еден важен аспект за Neurophos. Според Bowen, оптичките трансистори се развиваат со сегашните технологиите за полупроводници; тоа значи дека големи производители како Intel или TSMC можат да вклучат серијска производство. Сепак, засега чиповите се во тест фаза и масовната продукција се очекува почнува од 2028 година. Покрај тоа, уште постојат инженерски предизвици како што се потребата за голем број векторски процесорски единици и SRAM.

Фотонските пресметки стануваат сè позаслужно тема во светот на технологијата. Nvidia користи Spectrum-X Ethernet фотонски прекинувачи во Rubin платформата, додека AMD има планови да создаде AR-GE центар за фотонски пресметки од 280 милиони долари. Овој чекор на Neurophos покажува дека фотонската пресметка се движи кон практични апликации.

Што е фотонска пресметка и како функционира? Фотонската пресметка работи преку обработка на податоци со светлина, наместо со електрична струја. Докажаниот чип користи транзистори за пренос на информации, додека фотонските системи користат ласерски извори, волноводи и оптички модулатори за пренос и обработка на податоци. Со користење на светлосни својства за матрични умножувања и други основни функции на вештачката интелигенција, овие системи постигнуваат висока паралелност и брзина. Матрица со 1.000×1.000 размери ја активира оваа реализација, туркајќи ги границите на паралелноста и ефикасноста на класичните CMOS решенија.