Dai mantelli dell’invisibilità ai chip IA: Neurophos raccoglie 110 milioni di dollari per costruire minuscoli processori ottici per l’inferenza

Vent’anni fa, un professore della Duke College, David R. Smithutilizzavano materiali compositi artificiali chiamati “metamateriali” per fare a mantello dell’invisibilità nella vita reale. Sebbene questo mantello non funzionasse come quello di Harry Potter, mostrando una capacità limitata di nascondere gli oggetti alla luce di una singola lunghezza di microonde, questi progressi nella scienza dei materiali alla wonderful si sono riversati nella ricerca sull’elettromagnetismo.

Oggi, con sede advert Austin Neurofosuna startup di fotonica nata dalla Duke College e Metacetto (un incubatore gestito da Smith), sta portando avanti questa ricerca per risolvere quello che potrebbe essere il problema più grande che i laboratori di intelligenza artificiale e gli hyperscaler devono affrontare: come scalare la potenza di calcolo mantenendo sotto controllo il consumo energetico.

La startup ha ideato un “modulatore di metasuperficie” con proprietà ottiche che gli consentono di fungere da processore core tensore per eseguire la moltiplicazione dei vettori di matrice, matematica che è al centro di gran parte del lavoro di intelligenza artificiale (in particolare l’inferenza), attualmente eseguita da GPU e TPU specializzate che utilizzano porte e transistor in silicio tradizionali. Montando migliaia di questi modulatori su un chip, afferma Neurophos, la sua “unità di elaborazione ottica” è significativamente più veloce delle GPU in silicio attualmente utilizzate in massa nei information heart AI e molto più efficiente nell’inferenza (esecuzione di modelli addestrati), che può essere un compito abbastanza costoso.

Per finanziare lo sviluppo dei suoi chip, Neurophos ha appena raccolto 110 milioni di dollari in un spherical di serie A guidato da Gates Frontier (la società di enterprise capital di Invoice Gates), con la partecipazione di M12 di Microsoft, Carbon Direct, Aramco Ventures, Bosch Ventures, Tectonic Ventures, House Capital e altri.

Ora, i chip fotonici non sono una novità. In teoria, i chip fotonici offrono prestazioni più elevate rispetto al silicio tradizionale perché la luce produce meno calore dell’elettricità, può viaggiare più velocemente ed è molto meno suscettibile ai cambiamenti di temperatura e ai campi elettromagnetici.

Ma i componenti ottici tendono advert essere molto più grandi delle loro controparti in silicio e possono essere difficili da produrre in serie. E i chip fotonici necessitano anche di convertitori per trasformare i dati da digitali advert analogici e viceversa, che possono essere di grandi dimensioni e assorbire molta energia.

Neurophos, tuttavia, presuppone che la metasuperficie che ha sviluppato possa risolvere tutti questi problemi in un colpo solo perché è circa “10.000 volte” più piccola dei tradizionali transistor ottici. Le dimensioni ridotte, sostiene la startup, gli consentono di contenere migliaia di unità su un chip, il che si traduce in un’efficienza molto maggiore rispetto al silicio tradizionale perché il chip può eseguire molti più calcoli contemporaneamente.

“Quando riduci il transistor ottico, puoi fare molti più calcoli nel dominio dell’ottica prima di dover effettuare la conversione nel dominio dell’elettronica”, ha detto a TechCrunch il dottor Patrick Bowen, CEO e co-fondatore di Neurophos. “Se vuoi andare veloce, devi prima risolvere il problema dell’efficienza energetica. Perché se prendi un chip e lo rendi 100 volte più veloce, brucerà 100 volte più energia. Quindi avrai il privilegio di andare veloce dopo aver risolto il problema dell’efficienza energetica.”

Il risultato, afferma Neurophos, è un’unità di elaborazione ottica che può superare di gran lunga le prestazioni della GPU AI B200 di Nvidia. L’avvio dice il suo chip può funzionare a 56 GHz, producendo un picco di 235 operazioni Peta al secondo (POPS) e consumando 675 watt, rispetto al B200, che può fornire 9 POPS a 1.000 watt.

Bowen afferma che Neurophos ha già firmato numerosi clienti e che aziende tra cui Microsoft stanno “osservando molto da vicino” i prodotti della startup.

Tuttavia, la startup sta entrando in un mercato affollato dominato da Nvidia, la società pubblica di maggior valore al mondo, i cui prodotti hanno più o meno sostenuto l’intero increase dell’intelligenza artificiale. Ci sono anche altre società che lavorano sulla fotonica, anche se alcune, come Lighmatter, lo hanno fatto imperniato concentrarsi sulle interconnessioni. E Neurophos è ancora a qualche anno di distanza dalla produzione, prevedendo che i suoi primi chip arrivino sul mercato entro la metà del 2028.

Ma Bowen è fiducioso che i progressi in termini di prestazioni ed efficienza della metasuperficie si riveleranno un fossato sufficiente.

“Quello che stanno facendo tutti gli altri, inclusa Nvidia, in termini di fisica fondamentale del silicio, è davvero evolutivo piuttosto che rivoluzionario, ed è legato al progresso di TSMC. Se si guarda al miglioramento dei nodi TSMC, in media, migliorano l’efficienza energetica di circa il 15%, e ci vogliono un paio d’anni”, ha detto.

“Anche se tracciamo il miglioramento dell’architettura di Nvidia nel corso degli anni, quando usciremo sul mercato nel 2028, avremo ancora enormi vantaggi rispetto a tutti gli altri sul mercato perché stiamo iniziando con un 50x rispetto a Blackwell sia in termini di efficienza energetica che di velocità pura.”

E per affrontare il problema della produzione che i chip ottici hanno tradizionalmente affrontato, Neurophos afferma che i suoi chip possono essere realizzati con materiali, strumenti e processi customary di fonderia di silicio.

I nuovi finanziamenti verranno utilizzati per lo sviluppo del primo sistema di calcolo fotonico integrato dell’azienda, compresi moduli OPU predisposti per datacenter, uno stack software program completo e {hardware} per sviluppatori advert accesso anticipato. L’azienda sta inoltre aprendo un sito di ingegneria a San Francisco e espandendo il proprio quartier generale advert Austin, in Texas.

“La moderna inferenza dell’intelligenza artificiale richiede quantità enormi di potenza e calcolo”, ha affermato in una nota il dottor Marc Tremblay, vicepresidente aziendale e responsabile tecnico dell’infrastruttura AI centrale di Microsoft. “Abbiamo bisogno di una svolta nel campo dell’informatica alla pari dei progressi che abbiamo visto negli stessi modelli di intelligenza artificiale, che è ciò che la tecnologia di Neurophos e il group advert alta densità di talenti stanno sviluppando.”