უხილავობის მოსასხამიდან AI ჩიპებამდე: Neurophos-მა ოპტიკური პროცესორების შესაქმნელად $110 მილიონი მოიზიდა

ოცი წლის წინ დიუკის უნივერსიტეტის პროფესორმა, დევიდ რ. სმიტმა, ხელოვნური კომპოზიტური მასალები, ე.წ. „მეტამასალები“ გამოიყენა რეალური „უხილავობის მოსასხამის“ შესაქმნელად. მიუხედავად იმისა, რომ ეს მოსასხამი ჰარი პოტერის ჯადოსნური ნივთივით არ მუშაობდა და მხოლოდ მიკროტალღური გამოსხივების გარკვეულ სიგრძეზე შეეძლო ობიექტების დაფარვა, მასალების მეცნიერებაში ამ წინსვლამ საფუძველი ჩაუყარა ელექტრომაგნიტიზმის კვლევებს. დღეს ოსტინში ბაზირებული სტარტაპი Neurophos, რომელიც დიუკის უნივერსიტეტისა და სმიტის მიერ მართული ინკუბატორის, Metacept-ის ბაზაზე შეიქმნა, ამ კვლევებს კიდევ უფრო ავითარებს.

Neurophos-ის მიზანია გადაჭრას ხელოვნური ინტელექტის (AI) ლაბორატორიებისა და ჰიპერსკეილერების წინაშე არსებული უდიდესი გამოწვევა: როგორ გაიზარდოს გამოთვლითი სიმძლავრე ისე, რომ ენერგიის მოხმარება კონტროლის ფარგლებში დარჩეს. სტარტაპმა შექმნა „მეტაზედაპირის მოდულატორი“, რომლის ოპტიკური თვისებები მას საშუალებას აძლევს, იმოქმედოს როგორც ტენზორულმა ბირთვმა მატრიცული ვექტორული გამრავლებისთვის. ეს მათემატიკური ოპერაციები AI მუშაობის, განსაკუთრებით კი ინფერენსის (მოდელის მუშაობის პროცესი) საფუძველია, რასაც ამჟამად სპეციალიზებული GPU-ები და TPU-ები ასრულებენ ტრადიციული სილიციუმის ტრანზისტორების მეშვეობით.

ჩიპზე ათასობით ასეთი მოდულატორის განთავსებით, Neurophos-ის განცხადებით, მათი „ოპტიკური დამუშავების ერთეული“ (OPU) მნიშვნელოვნად სწრაფია სილიციუმის GPU-ებზე, რომლებიც ამჟამად მასობრივად გამოიყენება AI მონაცემთა ცენტრებში. გარდა ამისა, ის ბევრად უფრო ეფექტურია ინფერენსის პროცესში, რაც ხშირად საკმაოდ ძვირადღირებული ამოცანაა. ჩიპების განვითარების დასაფინანსებლად Neurophos-მა ახლახან $110 მილიონი მოიზიდა Series A რაუნდში, რომელსაც Gates Frontier (ბილ გეითსის ვენჩურული ფირმა) ხელმძღვანელობდა. ინვესტირებაში ასევე მონაწილეობდნენ Microsoft-ის M12, Carbon Direct, Aramco Ventures, Bosch Ventures, Tectonic Ventures, Space Capital და სხვები.

ოპტიკური ტექნოლოგიების უპირატესობები და გამოწვევები

ფოტონიკური ჩიპები თავისთავად სიახლეს არ წარმოადგენს. თეორიულად, ისინი ტრადიციულ სილიციუმზე მაღალ წარმადობას გვთავაზობენ, რადგან სინათლე ელექტროენერგიაზე ნაკლებ სითბოს გამოყოფს, უფრო სწრაფად გადაადგილდება და ნაკლებად მგრძნობიარეა ტემპერატურული ცვლილებებისა თუ ელექტრომაგნიტური ველების მიმართ. თუმცა, ოპტიკური კომპონენტები, როგორც წესი, სილიციუმის ანალოგებზე ბევრად დიდია და მათი მასობრივი წარმოება რთულია. გარდა ამისა, მათ სჭირდებათ კონვერტერები მონაცემების ციფრული ფორმატიდან ანალოგურში გადასაყვანად და პირიქით, რაც დიდ ადგილს იკავებს და დიდ ენერგიას მოითხოვს.

Neurophos-ის მტკიცებით, მათ მიერ შემუშავებული მეტაზედაპირი ამ პრობლემებს ერთდროულად აგვარებს, რადგან ის ტრადიციულ ოპტიკურ ტრანზისტორებზე დაახლოებით 10,000-ჯერ პატარაა. მცირე ზომა საშუალებას იძლევა ჩიპზე ათასობით ერთეული განთავსდეს, რაც ჩიპს საშუალებას აძლევს ერთდროულად ბევრად მეტი გამოთვლა შეასრულოს, ვიდრე ტრადიციულმა სილიციუმმა.

„როდესაც ოპტიკურ ტრანზისტორს აპატარავებთ, შეგიძლიათ ბევრად მეტი მათემატიკური ოპერაცია შეასრულოთ ოპტიკურ დომენში, სანამ მონაცემების ელექტრონულ ფორმატში დაბრუნება დაგჭირდებათ“, - განაცხადა დოქტორმა პატრიკ ბოუენმა, Neurophos-ის აღმასრულებელმა დირექტორმა და თანადამფუძნებელმა. „თუ გსურთ სისწრაფის მიღწევა, ჯერ ენერგოეფექტურობის პრობლემა უნდა გადაჭრათ. თუ ჩიპს 100-ჯერ ააჩქარებთ, ის 100-ჯერ მეტ ენერგიას დაწვავს. ასე რომ, სისწრაფით სარგებლობის პრივილეგიას მხოლოდ ენერგოეფექტურობის მოგვარების შემდეგ იღებთ“.

წარმადობის მაჩვენებლები: Neurophos Nvidia-ს წინააღმდეგ

Neurophos-ის განცხადებით, მათი ოპტიკური დამუშავების ერთეული მნიშვნელოვნად აჭარბებს Nvidia-ს B200 AI GPU-ს მაჩვენებლებს. სტარტაპის მონაცემებით, მათი ჩიპი მუშაობს 56 გჰც სიხშირეზე, აღწევს პიკურ 235 Peta Operations per Second (POPS) წარმადობას და მოიხმარს 675 ვატს. შედარებისთვის, Nvidia-ს B200-ს შეუძლია 9 POPS-ის უზრუნველყოფა 1,000 ვატი ენერგიის მოხმარებისას.

ბოუენის თქმით, Neurophos-ს უკვე ჰყავს რამდენიმე კლიენტი (თუმცა მათ ვინაობას არ ასახელებს) და ისეთი კომპანიები, როგორიცაა Microsoft, „ძალიან ყურადღებით აკვირდებიან“ სტარტაპის პროდუქტებს. მიუხედავად ამისა, კომპანია შედის გადატვირთულ ბაზარზე, სადაც Nvidia დომინირებს. არსებობენ სხვა მოთამაშეებიც ფოტონიკის სფეროში, მაგალითად Lightmatter, თუმცა ზოგიერთმა მათგანმა ფოკუსი ინტერკონექტებზე (interconnects) გადაიტანა.

სამომავლო გეგმები და წარმოება

Neurophos-ის პროდუქციის ბაზარზე გამოჩენამდე კიდევ რამდენიმე წელია დარჩენილი; პირველი ჩიპების გამოშვება 2028 წლის შუა პერიოდისთვის იგეგმება. თუმცა, ბოუენი დარწმუნებულია, რომ მათი ტექნოლოგიური უპირატესობა საკმარისი იქნება კონკურენციისთვის. მისი თქმით, Nvidia-ს პროგრესი TSMC-ის ტექნოლოგიურ კვანძებზეა დამოკიდებული, რომლებიც ენერგოეფექტურობას საშუალოდ მხოლოდ 15%-ით აუმჯობესებენ ყოველ რამდენიმე წელიწადში ერთხელ. Neurophos კი ბაზარზე გამოსვლისას Blackwell-ის არქიტექტურასთან შედარებით 50-ჯერ მეტ უპირატესობას ელოდება როგორც ენერგოეფექტურობაში, ისე სისწრაფეში.

მასობრივი წარმოების პრობლემების მოსაგვარებლად, Neurophos აცხადებს, რომ მათი ჩიპების დამზადება შესაძლებელია სტანდარტული სილიციუმის საწარმოო მასალებით, ხელსაწყოებითა და პროცესებით. მოზიდული დაფინანსება მოხმარდება:

• კომპანიის პირველი ინტეგრირებული ფოტონიკური გამოთვლითი სისტემის შემუშავებას;
• მონაცემთა ცენტრებისთვის მზა OPU მოდულების შექმნას;
• სრულ პროგრამულ პაკეტს (software stack);
• დეველოპერებისთვის ადრეული წვდომის აპარატურის მომზადებას.

კომპანია ასევე ხსნის საინჟინრო ცენტრს სან-ფრანცისკოში და აფართოებს სათაო ოფისს ოსტინში, ტეხასის შტატში. „თანამედროვე AI ინფერენსი მოითხოვს კოლოსალურ ენერგიასა და გამოთვლით რესურსებს“, - აღნიშნა მარკ ტრემბლეიმ, Microsoft-ის კორპორაციულმა ვიცე-პრეზიდენტმა. მისი თქმით, საჭიროა გამოთვლითი ტექნოლოგიების ისეთივე ნახტომი, როგორიც თავად AI მოდელებში მოხდა, და სწორედ ამას ავითარებს Neurophos-ის გუნდი.