Lightelligence, une société de photonique basée à Boston, a révélé le premier appareil informatique au monde à petit facteur de forme et basé sur la photonique, ce qui signifie qu’il utilise la lumière pour effectuer des opérations de calcul. La société affirme que l’unité est « des centaines de fois plus rapide qu’une unité de calcul typique, telle que NVIDIA RTX 3080 ». 350 fois plus rapide, pour être exact, mais cela ne s’applique qu’à certains types d’applications.
Toujours au stade de la démonstration, le moteur de calcul arithmétique photonique (PACE) intègre l’électronique et la photonique dans un châssis unique, effectuant des opérations à la vitesse de la lumière et atteignant ainsi une accélération extrême pour certaines charges de travail de calcul d’IA, d’apprentissage en profondeur et d’apprentissage machine.
PACE accélère certaines applications d’accélération matricielle beaucoup plus rapidement que le RTX 3080 de NVIDIA en raison de la nature même de ses éléments de calcul. C’est assez facile à comprendre : la latence, qui est le laps de temps entre le moment où un événement doit se produire et le moment où il se produit réellement, est beaucoup, beaucoup plus faible sur le système de Lightelligence. C’est l’avantage des données qui voyagent à la vitesse de la lumière.
Pour y parvenir, Lightelligence savait qu’elle devrait se concentrer non seulement sur les capacités optiques du PACE, mais également sur les semi-conducteurs traditionnels et les solutions logicielles reliant les deux. L’entreprise se présente ainsi comme un fournisseur de matériel et de logiciels ; la société a également conçu des algorithmes spécialement conçus pour résoudre certains des problèmes informatiques les plus fondamentaux d’aujourd’hui dans un environnement photonique.
« L’un des avantages uniques de Lightelligence par rapport aux autres sociétés développant l’informatique optique est notre capacité à co-concevoir de nombreux domaines différents ensemble », a déclaré Erwan Di Vita, ingénieur en chef pour PACE chez Lightelligence. « Nos ingénieurs photoniques travaillent aux côtés d’ingénieurs analogiques, numériques, d’emballage et logiciels pour concevoir les puces, qui sont ensuite fabriquées et intégrées dans des systèmes 3D par nos équipes post-silicium. Sans ces innovations de notre équipe d’emballage opto-électronique, rien de tout cela serait possible. »
Le PACE est un moteur quelque peu étroit en ce qui concerne les charges de travail exactes qu’il peut exécuter. Mais, comme le dit la société, « PACE recherche efficacement des solutions à plusieurs des problèmes mathématiques de calcul les plus difficiles, y compris le problème d’Ising et les problèmes graphiques Max-Cut et Min-Cut, illustrant le potentiel réel de la photonique intégrée dans les calcul. » Dans cette perspective, nous pouvons le classer comme une sorte d’ASIC (Application-Specific Integrated Circuit) : il fait très très bien très peu de choses (ou une seule chose).
Comme l’a dit Yichen Shen, Ph.D., fondateur et PDG de Lightelligence, « Ces problèmes appartiennent à une classe importante de problèmes mathématiques insolubles connus sous le nom de NP-complet qui ont dérouté les mathématiciens au cours des 50 dernières années », a-t-il déclaré. « Les algorithmes pour les problèmes NP-complets sont importants car ces problèmes peuvent être mappés les uns aux autres, et ils ont des centaines d’applications pratiques dans des domaines qui incluent la cryptographie, l’optimisation du réseau électrique et l’analyse d’image avancée. Les progrès que nous avons réalisés sur NP-complet Les problèmes d’optimisation combinatoire illustrent le potentiel de notre technologie à transformer l’informatique. »
Cependant, le PACE atteint cette spécialisation convoitée grâce à un domaine informatique supplémentaire – ce qui non seulement rend le système plus rapide, mais le rend incroyablement plus efficace. Alors que les systèmes à semi-conducteurs traditionnels ont le problème de la chaleur excessive qui résulte du passage du courant à travers des caractéristiques de niveau nanométrique à des fréquences parfois ridicules, le système photonique traite ses charges de travail avec un chauffage ohmique nul – il n’y a pas de chaleur produite par la résistance de courant. Au lieu de cela, tout est question de lumière.
Lightelligence est construit autour du doctorat de son PDG. thèse – et la légitimité qu’elle confère. En effet, lorsque « Deep Learning with Coherent Nanophotonic Circuits » a été publié dans Nature en 2017, le PDG et fondateur de Lightelligence, Yichen Chen, avait déjà prévu une voie pour que les circuits optiques soient à la pointe des efforts informatiques d’apprentissage automatique. En 2020, l’entreprise avait déjà reçu 100 millions de dollars de financement et employait environ 150 employés. Un an plus tard, Lightspeed a réalisé un produit de démonstration qui, selon lui, est « des centaines de fois plus rapide qu’une unité de calcul typique, telle que NVIDIA RTX 3080 ». 350 fois plus rapide, pour être clair.
Les débuts de PACE visent à attirer suffisamment de capitaux pour atteindre confortablement son objectif de lancer un produit pilote d’accélérateur d’IA sur le marché en 2022. Ce n’est toujours qu’un objectif ambitieux dans la vision de l’entreprise, cependant, son objectif est de développer et de distribuer un marché de masse. , solution matérielle basée sur la photonique dès 2023, ciblant les marchés de l’IA du cloud, de la finance et de la vente au détail. Compte tenu de la façon dont Lightelligence a réussi à améliorer les performances de conception de COMET 2019 de l’entreprise d’un facteur d’un million avec PACE en l’espace de deux ans, il sera intéressant de voir où leurs efforts les mèneront en ce qui concerne le lancement.