Pesquisadores da Intel e outras empresas se concentram em reformular um dos componentes mais básicos da computação: as pequenas conexões que ajudam os chips individuais a se comunicarem entre si. Até então, o cabeamento de cobre tem facilitado essas interconexões. Mas agora as empresas buscam alavancar a fibra óptica.
A crescente demanda computacional da inteligência artificial (IA) tem levado os fabricantes de chips a reavaliarem tudo – desde a arquitetura até o tamanho dos chips – para obter um desempenho melhor.
Mudanças no mundo dos chips
Este novo método, que envolve a transferência de dados através de fótons, promete ser mais eficiente em termos de energia e oferecer uma escala de computação melhor do que o método tradicional de transferência via elétrons em fios de cobre, segundo o Wall Street Journal.
“Esses problemas de IA de próxima geração com modelos cada vez maiores – agora você precisa de mais e mais poder de processamento para resolver esse problema. sso está aproximando a óptica do mecanismo de computação. Estamos investindo muito e ativamente.” – Amit Nagra, vice-presidente e gerente geral da divisão de produtos Intel Silicon Photonics
A fibra óptica já substituiu o fio de cobre em uma escala maior, incluindo os cabos de comunicação submarinos que conectam os continentes. Mais recentemente, a fibra óptica substituiu o cobre como forma de conectar racks individuais de servidores em data centers.
No entanto, ela tem demorado para chegar ao nível dos chips de computação individuais – em parte porque o cobre, embora ineficiente na transferência de dados em longas distâncias, tem se saído bem até agora em distâncias menores.
Impactos da inteligência artificial
Para Charlie Wuischpard, CEO da Ayar Labs, a “IA generativa [tecnologia do ChatGPT, por exemplo] jogou lenha na fogueira que está trazendo essa tecnologia para o primeiro plano no momento certo”.
Quando os elétrons se movem através do metal, eles geram muito calor, o que pode degradar o sinal, explicou Wuischpard. Ele também disse que existem componentes projetados para amplificar o sinal, mas eles aumentam o consumo de energia. Fótons são capazes de manter a energia em longas distâncias sem degradação do sinal.
A Ayar Labs, sediada em Santa Clara (EUA), desenvolve um pequeno “chiplet” que ficaria ao lado de um chip e converteria seu sinal elétrico em óptico, disse Wuischpard. A empresa também colabora com a fornecedora de tecnologia Sivers Semiconductors, que fornece os lasers que alimentam esse sinal óptico.
Chips: avanços e desafios
Neste ano, a Ayar Labs enviou milhares de amostras de produtos para clientes como a Intel. Atualmente, elas estão sendo usadas para determinar como as conexões ópticas se integram ao restante da arquitetura de computação, segundo Wuischpard.
A Intel está testando produtos da Ayar Labs, além de trabalhar no desenvolvimento de suas próprias soluções, afirmou a empresa.
Wuischpard disse que o objetivo é que os chips habilitados para óptica possam transmitir dados com uma taxa de cinco vezes mais alta e com dez vezes menos latência, além de oito vezes mais eficiência energética do que a configuração atual.
No entanto, alguns desafios ainda persistem. Confiabilidade e capacidade de fabricação são barreiras em curso, apontou Wuischpard. Os lasers sofrem em temperaturas extremas e, como os data centers podem ser extremamente quentes, a colocação dos lasers é fundamental, disse ele.
Wuischpard espera que a solução da Ayar Labs esteja em uso real no período de 2025 a 2026. A Lightmatter, sediada em Boston, também está trabalhando em uma tecnologia para converter sinais elétricos de chip em sinais ópticos. A empresa afirmou esperar que essa solução, conhecida como Passage, seja implantada em alguns cases ao longo de 2024.
