Comment l’industrie informatique pourrait-elle évoluer face aux exigences croissantes en matière de performance et d’efficacité énergétique ? La réponse pourrait bien résider dans l’utilisation de la lumière pour le calcul, une approche qui suscite de plus en plus d’intérêt et d’investissements. Cette semaine, une nouvelle entreprise basée en Californie a annoncé son entrée dans l’industrie avec une technologie prometteuse.
Opticore, une nouvelle entreprise calcul photoniquea officialisé son lancement et obtenu son premier financement. Basée à Fremont, en Californie, Opticore vise à faire évoluer les centres de données et l’intelligence artificielle grâce à une approche innovante de l’informatique photonique.
La startup développe des unités de traitement optique (OPU) qui effectuent les mêmes tâches de calcul que les GPU, mais en utilisant de la lumière et des guides d’ondes au lieu de composants électriques. Cette méthode permet des calculs à des coûts énergétiques inférieurs de plusieurs ordres de grandeur et à des vitesses d’horloge plus élevées.
Les avantages de cette technologie
« L’ère de l’informatique avec la lumière est arrivée grâce à la technologie Opticore. Leur architecture surmonte les goulots d’étranglement de la mémoire dans l’électronique CMOS et permet le traitement de milliards de paramètres sur une seule puce en utilisant 100 fois moins d’énergie. Leurs puces sont fabriquées selon des procédés de fonderie standards. Ce financement leur permet de construire une puce beaucoup plus grande », ont déclaré les deux co-fondateurs Zaijun Chen et Ryan Hamerly.
Alors que la photonique devient indispensable dans les centres de données pour la communication entre les puces, l’informatique basée sur la lumière pourrait maximiser son potentiel pour les supercalculateurs économes en énergie de nouvelle génération.
Les limitations inhérentes à l’électronique CMOS proviennent des propriétés fondamentales des matériaux. Lors du passage de l’état « off » à l’état « on », les transistors sont pénalisés, un peu comme si on conduisait une voiture en mode « stop-start ». Lorsqu’ils sont allumés, ils ne conduisent pas parfaitement et continuent de dissiper de l’énergie sous forme de chaleur. Opticore résout ce problème en utilisant d’autres propriétés fondamentales, celles de la lumière.
- Éliminez les goulots d’étranglement des performances grâce à la photonique : en tirant parti des puces photoniques qui résolvent le problème d’E/S des données, Opticore permet un transfert de données plus rapide, une plus grande bande passante et une reprogrammabilité en temps réel, ce qui le rend idéal pour les tâches exigeantes d’apprentissage de l’IA.
- Efficacité énergétique inégalée : les puces photoniques d’Opticore transmettent des données et calculent directement en utilisant la lumière, ne nécessitant pratiquement aucune dissipation de puissance dans les communications de données. Le résultat est une informatique économe en énergie sans les coûts de refroidissement généralement associés aux systèmes CMOS. Cet argument aurait été valable pour d’autres systèmes optiques, mais malheureusement ces systèmes sont loin d’être accessibles en raison de la grande taille des puces et du coût énergétique de la conversion électro-optique en E/S. Ces goulots d’étranglement ont été récemment surmontés grâce à la mise en place d’un système d’échange de données. Ces goulots d’étranglement ont récemment été surmontés grâce à l’architecture de cartographie temporelle unique d’Opticore.
- Faible risque de fabrication : contrairement aux processus CMOS de pointe (taille des caractéristiques de 28 nm). Cette approche nous permet d’augmenter rapidement la production de manière rentable sans avoir à recourir à de nouveaux processus de fabrication complexes et coûteux. Opticore peut fournir des solutions informatiques hautes performances plus rapidement et à moindre coût, tout en tirant parti de l’infrastructure de fabrication de semi-conducteurs existante.
- Mise à l’échelle efficace : en utilisant le multiplexage temporel dans son architecture algorithmique, Opticore peut améliorer la vitesse de plusieurs ordres de grandeur par rapport aux architectures optiques traditionnelles, jusqu’à un million de fois plus rapide.
Cela permet un changement de paradigme en termes de puissance de calcul et d’efficacité énergétique. L’image ci-dessous compare les performances d’Opticore aux GPU et TPU de pointe existants, soulignant les avantages significatifs de ce changement avec des améliorations de près de 100 fois en efficacité énergétique et 100 fois en termes de densité de calcul, avec le potentiel d’une amélioration supplémentaire de 100 fois en efficacité énergétique et densité de calcul de près de 10 000x.
« Je n’ai jamais vu une architecture informatique aussi intelligente. La technologie d’Opticore avec des optiques co-packagées représente la solution pour l’informatique IA évolutive » a ajouté le professeur Mengjie Yu, co-fondateur d’Opticore et professeur à l’Université de Californie à Berkeley.
Impact sur l’intelligence artificielle
« Les modèles d’IA sont limités par la puissance des supercalculateurs actuels. Il n’est tout simplement pas économiquement viable de former des modèles beaucoup plus grands. Cette technologie pourrait permettre de passer directement à des modèles d’apprentissage automatique qui autrement seraient hors de portée dans un avenir proche. », a souligné le professeur Dirk Englund, conseiller chez Opticore, dans une interview accordée à MIT News.
Le cycle de financement a été dirigé par Alex Turnbull de Sagax Capital et Karan Danthi de Jetha Global, deux investisseurs reconnus dans le domaine de la technologie profonde. Il a également été soutenu, entre autres, par Dorjee Sun de Bioeconomy, un investisseur axé sur le climat.
« L’équipe Opticore a tracé la voie vers un état du monde où le calcul haute performance, les objectifs climatiques et la sécurité de la chaîne d’approvisionnement sont pleinement compatibles. Ils y sont parvenus grâce à une approche nouvelle et créative sur les plates-formes existantes qui peuvent être fabriquées aux États-Unis, en Europe et à Singapour. », a déclaré Alex Turnbull de Sagax Capital.
« Chez Jetha Global, nos recherches approfondies montrent que l’optique jouera un rôle important dans l’évolution des centres de données, en commençant par la transformation de la couche de connexion et en s’étendant éventuellement aux xPU. », a conclu Karan Danthi, directeur des investissements chez Jetha Global.
Légende de l’illustration : Les puces d’Opticore sont fabriquées à l’aide de services de fonderie standard, avec des composants optoélectroniques empilés et des HBM hyperliés. La startup du MIT promet « une informatique abondante, propre et sécurisée pour l’avenir ». Photo : Opticore.
Source : Opticore
