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

Científicos en China han presentado “Meteor-1”, supuestamente el primer chip de computación óptica altamente paralelo de la nación, marcando un salto importante en el uso de hardware basado en luz para manejar enormes cargas de trabajo paralelas.

La iniciativa llega mientras el país se está desprendiendo de la tecnología fabricada en EE. UU. en medio de restricciones a la exportación de tecnología de IA avanzada. Los medios locales en China informaron que esto debería resultar en una aceleración del hardware para la IA y los centros de datos que actualmente luchan con la creciente demanda computacional.

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

Diseñado por equipos del Instituto de Óptica y Mecánica de Precisión de Shanghái (SIOM) y la Universidad Tecnológica de Nanyang, el dispositivo supuestamente cuenta con un rendimiento pico teórico de 2.560 TOPS (tera-operaciones por segundo) a un reloj óptico de 50 GHz.

Eso lo coloca en la misma categoría que las mejores GPU de Nvidia, ofreciendo una solución nacional para acelerar las tareas de IA y centros de datos en medio de demandas computacionales crecientes y restricciones de chips de EE. UU.

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

Matrices más grandes teóricamente permiten procesar más datos en paralelo, pero en la práctica, chocan de frente con restricciones de ingeniería, diseños de chips complejos, la necesidad de una precisión extrema en la alineación de guías de onda y costos de fabricación prohibitivos.

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

Otra estrategia ha sido impulsar la tasa de oscilación de la luz misma. Frecuencias ópticas más altas pueden ofrecer un cálculo más rápido, pero también amplifican las pérdidas de señal, exacerban el ruido térmico y elevan la barra de las tolerancias de los componentes.

Hasta ahora, ningún equipo ha logrado combinar escalas de matriz grandes y óptica ultra rápida en un solo sistema sin toparse con techos severos de compensación que erosionan el rendimiento en el mundo real.

Meteor-1 maneja tareas complejas y es la respuesta a las sanciones de EE. UU.

Meteor-1 traza un curso diferente; multiplicando el número de tareas simultáneas en lugar de agrandar componentes individuales. El artículo del 17 de junio en eLight 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.

Esta paralelización de alto orden permite un aumento cien veces, o mayor, en la “computabilidad óptica” sin expandir la huella del chip, ofreciendo un camino práctico para procesadores de luz de próxima generación.

Con las restricciones de exportación de EE. UU. que efectivamente prohíben la RTX 4090 de Nvidia (1.321 TOPS) y la RTX 5090 (3.352 TOPS) en China, el esfuerzo Meteor-1 llega en un momento crítico.

Los semiconductores electrónicos convencionales se están topando con límites fundamentales, disipación de calor, túnel cuántico y consumos de energía insostenibles. Los chips ópticos evitan muchas de estas barreras, ofreciendo velocidad ultra alta, ancho de banda amplio, menor consumo de energía y latencia mínima.

La arquitectura de Meteor-1 está completamente diseñada internamente. Su fuente de luz en el chip 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 efectivamente cientos de láseres discretos, reduciendo la complejidad del sistema, las demandas de energía y los costos.

El propio chip de computación central ofrece un ancho de banda de transmisión superior a 40 nm, facilitando operaciones masivamente paralelas de baja latencia. Junto con una placa controladora personalizada que cuenta con más de 256 canales para la modulación precisa de señales, el sistema ejecutó más de 100 tareas simultáneas en pruebas de referencia, todo a un reloj de 50 GHz, produciendo 2.560 TOPS.

Han Xilin le dice a DeepTech que las métricas de costo-rendimiento de Meteor-1 podrían pronto rivalizar con las GPU electrónicas. El investigador principal Xie Peng, un doctorado del Instituto de Tecnología de Massachusetts que luego investigó en Oxford y NTU, atribuye el rápido progreso a la estructura de equipo modular de SIOM bajo la Academia China de Ciencias.

“Cada subsistema crítico tenía 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 período notablemente corto.”

~ Han Xilin.

Mirando hacia el futuro, el grupo cree que su diseño primero en paralelo podría superar a los chips electrónicos en eficiencia, consumo de energía y latencia, satisfaciendo la insaciable demanda de cómputo de la IA mientras genera aplicaciones novedosas en análisis de datos en tiempo real, sistemas autónomos y modelado científico.