La Chine vante le nouveau puce Meteor-1 comme réponse aux restrictions d'exportation américaines et de Nvidia

Des scientifiques en Chine ont lancé « Meteor-1 », rapporté comme étant la première puce de calcul optique hautement parallèle de la nation, marquant une avancée importante dans l'utilisation du matériel basé sur la lumière pour gérer d'énormes charges de travail parallèles.

Cette initiative survient alors que le pays se détache de la technologie américaine en raison des restrictions à l'exportation de technologies avancées d'IA. Les médias locaux en Chine ont rapporté que cela devrait entraîner une accélération matérielle pour l'IA et les centres de données qui luttent actuellement avec la demande computationnelle croissante.

La nouvelle puce de Chine concurrence les meilleurs GPU de Nvidia

Conçue par des équipes de l'Institut de Shanghai d'Optique et de Mécanique de Précision (SIOM) et de l'Université de Technologie de Nanyang, l'appareil possède selon les rapports une performance théorique maximale de 2 560 TOPS (téra-opérations par seconde) à une horloge optique de 50 GHz.

Cela le place dans la même catégorie que les meilleurs GPU de Nvidia, offrant une solution nationale pour accélérer les tâches d'IA et des centres de données face à des demandes computationnelles en explosion et aux restrictions américaines sur les puces restrictions.

Historiquement, les efforts de calcul optique se sont concentrés sur l'agrandissement des dimensions de la matrice interne qui effectue les calculs.

Des matrices plus grandes permettent théoriquement de traiter plus de données en parallèle, mais en pratique, elles se heurtent à des contraintes d'ingénierie, des dispositions de puce complexes, le besoin de précision extrême dans l'alignement des guides d'ondes et des coûts de fabrication prohibitifs.

Selon le South China Morning Post (SCMP), les efforts de TSMC et de groupes universitaires tels que Caltech ont montré des promesses dans des environnements de laboratoire, mais ces prototypes ont eu du mal à se traduire en solutions de qualité commerciale.

Une autre stratégie a été de pousser le taux d'oscillation de la lumière elle-même. Des fréquences optiques plus élevées peuvent fournir un calcul plus rapide, mais elles amplifient également les pertes de signal, exacerbent le bruit thermique et augmentent la barre des tolérances des composants.

Jusqu'à présent, aucune équipe n'a réussi à associer à la fois des échelles de matrice grandes et des optiques ultra-rapides dans un seul système sans se heurter à des plafonds de compromis sévères qui érodent les performances réelles.

Meteor-1 gère des tâches complexes et est la réponse aux sanctions américaines

Meteor-1 trace un cours différent ; multipliant le nombre de tâches simultanées plutôt que d'agrandir les composants individuels. L'article du 17 juin dans eLight par Xie Peng, Han Xilin et Hu Guangwei décrit comment la puce intègre plus de 100 canaux de fréquence distincts dans une seule plateforme photonique.

Cette parallélisation de haut niveau permet une augmentation de l'« interopérabilité optique » d'un facteur cent, ou plus, sans agrandir l'empreinte de la puce, offrant ainsi une voie pratique pour les processeurs de nouvelle génération alimentés par la lumière.

Avec les restrictions à l'exportation des États-Unis qui interdisent de facto la vente de la RTX 4090 (1 321 TOPS) et de la RTX 5090 (3 352 TOPS) de Nvidia en Chine, l'effort Meteor-1 arrive à un moment charnière.

Les semi-conducteurs électroniques conventionnels atteignent des limites fondamentales : dissipation thermique, effet tunnel quantique et consommation d'énergie insoutenable. Les puces optiques contournent nombre de ces obstacles, offrant une vitesse ultra-élevée, une large bande passante, une consommation d'énergie réduite et une latence minimale.

L'architecture de Meteor-1 est entièrement conçue en interne. Sa source lumineuse intégrée utilise un peigne de fréquences optiques à micro-cavité qui couvre plus de 80 nm de spectre, s'étendant sur plus de 200 longueurs d'onde. Cette innovation remplace efficacement des centaines de lasers discrets, réduisant considérablement la complexité du système, les besoins en énergie et les coûts.

La puce de calcul principale offre une bande passante de transmission supérieure à 40 nm, facilitant des opérations massivement parallèles à faible latence. Couplée à une carte pilote sur mesure disposant de plus de 256 canaux pour une modulation précise du signal, le système a exécuté plus de 100 tâches simultanées lors de tests de référence, le tout à une horloge de 50 GHz, générant 2 560 TOPS.

Han Xilin déclare à DeepTech que les indicateurs coût-performance de Meteor-1 pourraient bientôt rivaliser avec les GPU électroniques. Le chercheur principal Xie Peng, titulaire d'un doctorat du Massachusetts Institute of Technology qui a ensuite fait des recherches à Oxford et à l'NTU, attribue cette progression rapide à la structure modulaire de l'équipe du SIOM sous l'Académie chinoise des sciences.

« Chaque sous-système critique avait son propre expert dédié, ce qui nous a permis d'intégrer une innovation de bout en bout, de la recherche fondamentale à l'assemblage du système, dans un délai remarquablement court. »

~ Han Xilin.

Pour l'avenir, le groupe estime que leur conception axée sur le parallélisme pourrait devancer les puces électroniques en matière d'efficacité, de consommation d'énergie et de latence, répondant à l'appétit insatiable de l'IA en matière de calcul tout en faisant émerger de nouvelles applications dans l'analyse de données en temps réel, les systèmes autonomes et la modélisation scientifique.