A China apresenta o novo chip Meteor-1 como resposta às restrições de exportação dos EUA e da Nvidia

Cientistas na China lançaram o "Meteor-1", considerado o primeiro chip de computação óptica altamente paralela do país, marcando um importante avanço no uso de hardware baseado em luz para lidar com enormes cargas de trabalho paralelas.

A iniciativa surge num momento em que o país se desvincula da tecnologia americana devido às restrições à exportação de tecnologias avançadas de IA. A mídia local na China noticiou que isso deverá resultar na aceleração do hardware para IA e em centros de dados que atualmente enfrentam dificuldades com a crescente demanda computacional.

O novo chip chinês compete com a GPU topo de linha da Nvidia

Projetado por equipes do Instituto de Óptica e Mecânica Fina de Xangai (SIOM) e da Universidade Tecnológica de Nanyang, o dispositivo supostamente possui um desempenho máximo teórico de 2.560 TOPS (tera-operações por segundo) com um clock óptico de 50 GHz.

Isso a coloca no mesmo patamar das GPUs de ponta da Nvidia, oferecendo uma solução nacional para acelerar tarefas de IA e de data center em meio às crescentes demandas computacionais e às restrições.

Historicamente, os esforços em computação óptica têm se concentrado em ampliar as dimensões da matriz interna que realiza os cálculos.

Teoricamente, matrizes maiores permitem o processamento paralelo de mais dados, mas, na prática, esbarram em limitações de engenharia, layouts de chips complexos, a necessidade de extrema precisão no alinhamento de guias de onda e custos de fabricação proibitivos.

Segundo o South China Morning Post (SCMP), os esforços da TSMC e de grupos acadêmicos como o Caltech mostraram-se promissores em ambientes de laboratório, mas esses protótipos têm tido dificuldades para se transformarem em soluções de nível comercial.

Outra estratégia tem sido aumentar a taxa de oscilação da própria luz. Frequências ópticas mais altas podem proporcionar computação mais rápida, mas também amplificam as perdas de sinal, exacerbam o ruído térmico e elevam o nível de tolerância dos componentes.

Até agora, nenhuma equipe conseguiu combinar grandes escalas de matriz e óptica ultrarrápida em um único sistema sem se deparar com severas limitações que comprometem o desempenho no mundo real.

O Meteor-1 lida com tarefas complexas e é a resposta às sanções dos EUA

O Meteor-1 segue um caminho diferente, multiplicando o número de tarefas simultâneas em vez de ampliar componentes individuais. O artigo publicado em 17 de junho na revista eLight, de autoria de Xie Peng, Han Xilin e Hu Guangwei, descreve como o chip incorpora mais de 100 canais de frequência distintos em uma única plataforma fotônica.

Esse paralelismo de alta ordem possibilita um aumento de cem vezes, ou mais, na "computabilidade óptica" sem expandir a área ocupada pelo chip, oferecendo um caminho prático para processadores de próxima geração alimentados por luz.

Com as restrições de exportação dos EUA efetivamente proibindo a entrada das placas de vídeo RTX 4090 (1.321 TOPS) e RTX 5090 (3.352 TOPS) da Nvidia na China, o projeto Meteor-1 chega a um momento crítico.

Os semicondutorestronconvencionais estão atingindo limites fundamentais, como dissipação de calor, tunelamento quântico e consumo de energia insustentável. Os chips ópticos contornam muitas dessas barreiras, oferecendo altíssima velocidade, ampla largura de banda, consumo de energia reduzido e latência mínima.

A arquitetura do Meteor-1 foi inteiramente projetada internamente. Sua fonte de luz integrada utiliza um pente de frequências ópticas de microcavidade que cobre mais de 80 nm do espectro, abrangendo mais de 200 comprimentos de onda. Essa inovação substitui efetivamente centenas de lasers discretos, reduzindo drasticamente a complexidade do sistema, o consumo de energia e os custos.

O próprio chip de processamento oferece uma largura de banda de transmissão superior a 40 nm, facilitando operações massivamente paralelas e de baixa latência. Em conjunto com uma placa controladora personalizada com mais de 256 canais para modulação precisa de sinais, o sistema executou mais de 100 tarefas simultâneas em testes de benchmark, todas com clock de 50 GHz, atingindo 2.560 TOPS.

Han Xilin disse ao DeepTech que as métricas de custo-benefício do Meteor-1 podem em breve rivalizar com as GPUstron. O pesquisador principal, Xie Peng, doutor pelo Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) e que posteriormente realizou pesquisas em Oxford e na Universidade Tecnológica de Nairóbi (NTU), atribui o rápido progresso à estrutura modular da equipe do SIOM, vinculada à Academia Chinesa de Ciências.

“Cada subsistema crítico tinha seu próprio especialista dedicado, o que nos permitiu integrar a inovação em toda a cadeia, desde a pesquisa fundamental até a montagem do sistema, em um período notavelmente curto.”

~Han Xilin.

Olhando para o futuro, o grupo acredita que seu projeto com foco em processamento paralelo poderá superar os chipstronem eficiência, consumo de energia e latência, atendendo à insaciável demanda computacional da IA ​​e, ao mesmo tempo, gerando novas aplicações em análise de dados em tempo real, sistemas autônomos e modelagem científica.