Lightmatter Mars, un SoC che consuma solo 3W grazie all’utilizzo dei laser

Lightmatter ha presentato durante Hot Chips 2020 il primo prototipo funzionante di SoC basato sulla computazione fotonica. Il chip, pensato principalmente per i carichi di lavoro di predizione AI, potrebbe dare il via ad una rivoluzione informatica che potrebbe giungere un giorno anche nelle case di tutti noi.

Il nuovo SoC Mars rappresenta un importante passo avanti nella tecnologia di computazione ottica, Lightmatter ha persino condiviso la foto di un dispositivo ottico composto da più SoC che lavorano assieme, confermando la scalabilità della propria soluzione. L’azienda afferma che i core fotonici sono in grado di operare alla velocità della luce aumentando la banda passante di un fattore dieci mentre allo stesso tempo diminuendo la latenza dai classici 100ns dei chip basati sull’elettricità a soli 100ps, una riduzione di 1000 volte.

Il chip può essere prodotto con gli stessi processi produttivi utilizzati nei chip CMOS e ciò significa che non sono necessari particolari materiali rari e che i chip possono essere prodotti nelle fonderie esistenti. A differenza dei PC quantistici, questi chip funzionano a temperatura ambiente, un altro vantaggio a proprio favore.

Ogni core richiede l’impiego di solo 1 microwatt di potenza, un altro miglioramento di 1000 volte se confrontato con i valori di circa un milliwatt dei chip classici. Il core ottico di per sé utilizza praticamente zero potenza per la computazione, mentre l’intero dispositivo nel complesso richiede solamente 3W, un valore che ad oggi è considerato ridicolmente basso, quasi incredibile.

Lightmatter sostiene di aver compiuto questa impresa all’interno della stessa area occupata da un chip paragonabile alimentato a transistor, il che significa che si tratta di una soluzione compatta tanto quanto un normale processore. Per il momento il SoC finito è montato su un dispositivo di test standard collegato ad uno slot PCI. Ciò significa che questi chip si stanno avvicinando all’uso effettivo nel mondo reale e l’azienda ha delineato alcuni miglioramenti futuri che potrebbero portare a prestazioni ancora più impressionanti.

L’intero dispositivo misura 150mm² e la latenza totale misura meno di 200 picosecondi (questo valore include solo la conversione analogica e ottica, non quella digitale). L’ASIC gestisce alcune operazioni AI per le quali il core fotonico non è adatto e anche le connessioni ad interfacce esterne.

L’azienda afferma che i dispositivi si interfacciano con tutti i framework standard di deep learning, come TensorFlow, PyTorch e ONNX, i compilatori e i formati di scambio dei modelli, il che garantisce la compatibilità con i sistemi esistenti.

Passeranno sicuramente molti anni prima che questa tecnologia, se mai riuscisse a diffondersi nel mercato data center, arrivi nelle nostre case ma potrebbe rappresentare quel salto generazionale che la riduzione delle dimensioni dei transistor ad oggi non riesce più a garantire. Per maggiori informazioni vi rimandiamo al sito ufficiale di Lightmatter.

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