China promociona el nuevo chip Meteor-1 como respuesta a las restricciones de exportación de EE. UU. y Nvidia

Los científicos en China han presentado “Meteor-1”, supuestamente el primer chip informático óptico altamente paralelo del país, lo que marca un salto importante en el uso de hardware basado en luz para manejar enormes cargas de trabajo paralelas.

La iniciativa surge en un momento en que el país está abandonando la tecnología estadounidense debido a las restricciones a la exportación de tecnología avanzada de IA. Los medios locales chinos informaron que se espera que esto resulte en una aceleración de hardware para la IA y los centros de datos, que actualmente enfrentan una creciente demanda computacional.

El nuevo chip de China compite con la GPU líder de Nvidia

Diseñado por equipos del Instituto de Óptica y Mecánica Fina de Shanghai (SIOM) y la Universidad Tecnológica de Nanyang, el dispositivo presume de un rendimiento máximo teórico de 2.560 TOPS (teraoperaciones por segundo) con un reloj óptico de 50 GHz.

Esto la sitúa al mismo nivel que las mejores GPU de Nvidia, ofreciendo una solución propia para acelerar las tareas de IA y de centros de datos en medio de la creciente demanda de recursos computacionales y las restricciones.

Históricamente, los esfuerzos en computación óptica se han centrado en ampliar las dimensiones de la matriz interna que realiza los cálculos.

En teoría, las matrices más grandes permiten procesar más datos en paralelo, pero en la práctica se topan directamente con limitaciones de ingeniería, diseños de chips complejos, la necesidad de una precisión extrema en la alineación de la guía de ondas y costos de fabricación prohibitivos.

Según el South China Morning Post (SCMP), los esfuerzos de TSMC y grupos académicos como Caltech han demostrado ser prometedores en entornos de laboratorio, pero esos prototipos han tenido dificultades para traducirse en soluciones de grado comercial.

Otra estrategia ha sido aumentar la velocidad de oscilación de la propia luz. Las frecuencias ópticas más altas pueden proporcionar una computación más rápida, pero también amplifican las pérdidas de señal, exacerban el ruido térmico y elevan las tolerancias de los componentes.

Hasta ahora, ningún equipo ha logrado combinar escalas matriciales de gran tamaño y ópticas ultrarrápidas en un solo sistema sin toparse con límites de compensación severos que erosionan el rendimiento en el mundo real.

Meteor-1 maneja tareas complejas y es la respuesta a las sanciones estadounidenses

Meteor-1 traza un rumbo diferente: multiplica el número de tareas simultáneas en lugar de ampliar los componentes individuales. El artículo del 17 de junio en eLight, escrito por Xie Peng, Han Xilin y Hu Guangwei, describe cómo el chip incorpora más de 100 canales de frecuencia distintos dentro de una plataforma fotónica.

Este paralelismo de alto orden permite un aumento de cien veces, o más, en la “computabilidad óptica” sin expandir el espacio del chip, lo que ofrece un camino práctico para los procesadores de próxima generación alimentados por luz.

Dado que las restricciones a las exportaciones estadounidenses prohíben efectivamente la RTX 4090 (1321 TOPS) y la RTX 5090 (3352 TOPS) de Nvidia en China, el proyecto Meteor-1 llega a un momento crítico.

Los semiconductorestronconvencionales se enfrentan a limitaciones fundamentales, como la disipación de calor, el efecto túnel cuántico y un consumo de energía insostenible. Los chips ópticos superan muchas de estas barreras, ofreciendo ultraalta velocidad, amplio ancho de banda, menor consumo de energía y mínima latencia.

La arquitectura de Meteor-1 es de diseño totalmente doméstico. Su fuente de luz integrada utiliza un peine de frecuencia óptica de microcavidad que cubre más de 80 nm de espectro, abarcando más de 200 longitudes de onda. Esta innovación reemplaza eficazmente cientos de láseres discretos, reduciendo drásticamente la complejidad del sistema, la demanda de energía y los costos.

El chip de computación central ofrece un ancho de banda de transmisión superior a 40 nm, lo que facilita operaciones paralelas masivas de baja latencia. Junto con una placa controladora a medida con más de 256 canales para una modulación precisa de la señal, el sistema ejecutó más de 100 tareas simultáneas en pruebas de referencia, todas a una frecuencia de reloj de 50 GHz, con un rendimiento de 2560 TOPS.

Han Xilin informa a DeepTech que la relación coste-rendimiento de Meteor-1 pronto podría rivalizar con las GPUtron. El investigador principal, Xie Peng, doctor en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) y quien posteriormente investigó en Oxford y la NTU, atribuye el rápido progreso a la estructura modular del equipo de SIOM, dependiente de la Academia China de Ciencias.

“Cada subsistema crítico contaba con su propio experto dedicado, lo que nos permitió integrar la innovación de cadena completa, desde la investigación fundamental hasta el ensamblaje del sistema, en un lapso notablemente corto”

~Han Xilin.

De cara al futuro, el grupo cree que su diseño paralelo podría superar a los chipstronen eficiencia, consumo de energía y latencia, satisfaciendo el insaciable apetito computacional de la IA y generando nuevas aplicaciones en análisis de datos en tiempo real, sistemas autónomos y modelos científicos.