Материалы по тегу: фотоника

08.06.2022 [18:20], Алексей Степин

Synopsys и Juniper Networks объединились для освоения кремниевой фотоники

За фотоникой будущее сетей и интерконнектов, это становится всё очевиднее по мере того, как игроки на рынке микроэлектроники создают альянсы для освоения этой «территории». Уже известен союз Ayar Labs и NVIDIA, теперь очередь дошла до Synopsys и крупного производителя сетевого оборудования Juniper Networks.

Эти компании объявили о заключении стратегического союза в области освоения фотонных технологий. Детищем альянса стала новая компания, названная OpenLight, в её состав вошло одно из подразделений Juniper, однако 75% активов OpenLight принадлежит Synopsys.

 Источник: OpenLight

Источник: OpenLight

Название хорошо отражает цели OpenLight — речь идёт о разработке архитектурно открытых решений кремниевой фотоники, которые могут создаваться силами сторонних компаний на мощностях Tower Semiconductor. В планах компании создание высокопроизводительных фотонных чипов для рынка телекоммуникаций, систем лазерной навигации, здравоохранения, высокопроизводительных вычислений и оптических процессоров.

Сердцем этих разработок станет электронно-оптический модулятор на основе фосфида индия (InP), обеспечивающий меньшие потери сигнала и лучшие характеристики в сравнении с традиционными кремниевыми аналогами. Ключевой особенностью также считается использование интегрированного лазера, чего нет, например, у Ayar Labs. Технологический процесс PH18DA, используемый Tower Semiconductor позволит добиться такой интеграции, что в перспективе сделает кремниевую фотонику дешевле и доступнее.

 Технологии OpenLight позволят создавать монолитные электронно-оптические чипы. Источник: OpenLight

Технологии OpenLight позволят создавать монолитные электронно-оптические чипы. Источник: OpenLight

Рабочие образцы первых оптических трансиверов класса 400G/800G на базе новой технологии, по словам представителей OpenLight, можно будет ожидать уже летом этого года. Тогда же компания обещает выпустить и первый многокомпонентный «кремний» на базе техпроцесса PH18DA — на одной пластине будут находиться чипов разных разработчиков. Такой подход позволит оптимизировать производственные расходы и снизить себестоимость готовых изделий.

Стоит отметить, что Tower Semiconductor вскоре будет приобретена Intel, которая (как и NVIDIA) кровно заинтересована в разработке кремниево-фотонных технологий и уже успела инвестировать в Ayar Labs вместе с GlobalFoundries, HPE, NVIDIA и Lockheed Martin. В прошлом году Cisco, ещё один крупный производитель сетевого оборудования, поглотил Acacia, компанию-разработчика в области кремниевой фотоники.

Постоянный URL: http://servernews.ru/1067571
07.06.2022 [20:40], Владимир Мироненко

Xanadu предоставила облачный доступ к своему самому быстрому квантовому компьютеру Borealis

Канадский разработчик Xanadu продемонстрировал преимущества квантовых вычислений с помощью Borealis, первого фотонного квантового компьютера, обеспечивающего полную программируемость всех своих шлюзов. Чтобы наглядно показать, на что способен квантовый компьютер с 216 «сжатыми» кубитами, Xanadu сделала его доступным в публичном облаке Xanadu Cloud для всех желающих. Вскоре он также появится в облачном сервисе Amazon Braket.

Кроме того, Xanadu продемонстрировал так называемое квантовое превосходство (Quantum Supremacy) своего решения, запустив задачу, использующую метод выборки гауссовых бозонов (Gaussian boson sampling, GBS). Используя прямое численное моделирование, самый мощный суперкомпьютер в мире потратил бы около 9000 лет на получение одного результата, на что у Borealis уходит всего 36 мкс. Ранее о достижении квантового превосходства на компьютере Sycamore заявила Google, но впоследствии это заявление было опровергнуто. Затем о достижении этой вехи сообщил Китайский университет науки и технологии (USTC).

 Источник изображения: Xanadu

Источник изображения: Xanadu

Отличие архитектуры Borealis заключается в том, что она использует временное мультиплексирование для получения 216 запутанных кубитов, причём без необходимости создания специального оборудования для каждого отдельного кубита. Borealis можно запрограммировать с помощью ПО Xanadu Strawberry Fields, предназначенного для создания, моделирования и выполнения программ на фотонных квантовых компьютерах. Сейчас команда Xanadu занимается разработкой отраслевых приложений и работает над одной из монументальных проблем — созданием устойчивых к ошибкам квантовых вычислителей.

Постоянный URL: http://servernews.ru/1067480
26.05.2022 [20:52], Алексей Степин

NVIDIA и Ayar Labs вместе создадут технологии фотонного интерконнекта для HPC и ИИ-систем будущего

Ayar Labs — один из пионеров в области разработки и внедрения гибридных электронно-оптических технологий, на её счету создание реального фотонного трансивера TeraPHY. Также компания получила $130 млн инвестиций на развитие коммерческой фотоники.

В список главных инвесторов Ayar входит NVIDIA, и сейчас обе компании заявили о сотрудничестве, целью которого станет разработка систем фотонного интерконнекта. Они должны стать основой для ИИ и HPC-инфраструктуры будущего, как сочетающие в себе высокую пропускную способность, низкую латентность и сверхнизкий уровень энергопотребления. При этом переход подсистем I/O на фотонику позволит использовать более длинные кабели без потери производительности, а значит, упростит и удешевит компоновку ЦОД.

 Источник: Ayar Labs

Источник: Ayar Labs

Как отметил ведущий архитектор ЦОД-отдела NVIDIA, Роб Обер (Rob Ober), за прошедшее десятилетие производительность, достигнутая решениями компании в области искусственного интеллекта, возросла в миллион раз, но следующий миллион потребует отказа от медной инфраструктуры, которая уже не сможет справиться с возрастающей сложностью и энергопотреблением таких систем.

 Гибридный оптоэлектронный трансивер уже воплощён в кремнии. Источник: Ayar Labs

Гибридный оптоэлектронный трансивер уже воплощён в кремнии. Источник: Ayar Labs

Предсказывается, что уже к 2023 году сложность моделей машинного обучения достигнет отметки 100 трлн связей, что в 600 раз больше рекордного показателя 2021 года, и эта цифра уже выходит за рамки возможностей современных технологий. Именно для преодоления этого барьера NVIDIA и заключила стратегический альянс с Ayar Labs — её разработки в области фотоники позволят поднять удельную пропускную способность I/O-подсистем в 1000 раз, но уровень энергопотребления при этом, напротив, сократится в 10 раз.

Конкретные сроки в анонсе, опубликованном Ayar Labs, не оговариваются, но промежуточные плоды нового союза, скорее всего, увидят свет в следующем году. Основания для такого оптимизма есть, так как рабочий прототип оптического трансивера на 1024 Тбит/с уже существует в кремнии, хотя и использует не слишком тонкий 45-нм техпроцесс.

Постоянный URL: http://servernews.ru/1066754
13.05.2022 [21:05], Алексей Степин

Salience Labs получила $11,5 млн на разработку гибридного фотонного ИИ-сопроцессора с частотой 10+ ГГц

Интерес к использованию фотоники в вычислительных системах растёт, и пионеры в этой сфере получают довольно солидное финансирование, как это не столь давно произошло с Ayar Labs, в которую HPE и NVIDIA вложили $130 млн. Стартап Salience Labs на днях от Cambridge Innovation Capital и Oxford Science Enterprises гораздо более скромную, но всё же значимую сумму — $11,5 млн в первом раунде инвестиций.

 Изображения: Salience Labs

Изображения: Salience Labs

Образовалась Salience Labs совсем недавно, отпочковавшись от Оксфордского и Мюнстерского университетов в 2021 году. В штат компании вошли учёные, инженеры и программисты. Сейчас команда работает над созданием мультичипового процессора, объединяющего как традиционные электронные, так и фотонные компоненты. Причём последние, как раз ответственные за вычисления, стекируются вместе с SRAM. Более того, сделать это можно в рамках стандартного CMOS-процесса, что открывает путь к лёгкому масштабированию и относительно недорогому массовому производству.

Но и фотонная часть интересна сама по себе. Благодаря использованию широкополосного излучения, Salience Labs смогла уместить в один световой луч до 64 векторов, а уникальные схемы амплитудной модуляции позволяют, по словам компании, достичь частот в районе десятков гигагерц. Вкупе с массивно-параллельным подходом это позволит значительно ускорить расчёты (речь в первую очередь идёт о работе над матрицами).

Salience Labs надеется на скорейшую коммерциализацию своего решения, однако ей придётся побороться за место под солнцем. Так, фотонный ИИ-сопроцессор LightOn уже доступен для аренды, и он даже получил прописку в суперкомпьютере Jean Zay. Lightmatter, ещё один стартап в этой области, суммарно привлёк $113 млн в первых двух раундах инвестиций, а новичок Luminous Computing в раунде A получил сразу $105 млн.

Постоянный URL: http://servernews.ru/1065914
27.04.2022 [01:13], Владимир Мироненко

Ayar Labs получила $130 млн от HPE, NVIDIA и др. на коммерциализацию фотонных чиплетов

Компания Ayar Labs, разработчик оптического чиплета-трансивера TeraPHY, объявила об успешном проведении раунда финансирования серии С, в результате которого было привлечено $130 млн. Полученные средства будут направлены на коммерциализацию её решений в области интегрированной кремниевой фотоники.

Возглавила раунд финансирования Boardman Bay Capital Management. В нём приняли участие Hewlett Packard Enterprise (HPE) и NVIDIA, которые присоединились к существующим стратегическим инвесторам Applied Ventures LLC, GlobalFoundries, Intel Capital и Lockheed Martin Ventures. HPE ранее уже объявила, что заинтересована в использовании решений компании в следующем поколении фирменного интерконнекта Slingshot.

 Изображение: Ayar Labs

Изображение: Ayar Labs

Билл Далли (Bill Dally), главный научный сотрудник и старший вице-президент по исследованиям в NVIDIA отметил, что Ayar Labs обладает уникальной IO-технологией, которая отвечает потребностям масштабирования архитектур следующего поколения на основе кремниевой фотоники. Он заявил, что оптическая связь будет иметь важное значение при масштабировании кластеров ускорителей для удовлетворения быстрорастущих потребностей рабочих нагрузок ИИ и высокопроизводительных вычислений (HPC).

 Изображение: NVIDIA

Изображение: NVIDIA

Благодаря внедрению оптических трансиверов непосредственно в чипы решение Ayar Labs позволяет устранить узкие места при объединении массивов чипов, связанные с пропускной способностью, энергопотреблением, задержкой сигнала и дальностью связи. Продукты компании помогут создать новые, ранее нереализуемые решения для ИИ, HPC, облачных, телекоммуникационных, аэрокосмических и иных приложений.

Компания вместе с MACOM, Sivers Semiconductors и Lumentum работает над созданием лазеров SuperNova. Чиплеты будут производиться GlobalFoundries с использованием новой монолитной кремниевой фотонной платформы GF Fotonix. GlobalFoundries является стратегическим инвестором Ayar Labs, впрочем, как и Hewlett Packard через своё подразделение Hewlett Packard Pathfinder.

Постоянный URL: http://servernews.ru/1064748
10.03.2022 [17:31], Руслан Авдеев

Luminous Computing получила $105 млн на разработку фотонного ИИ-чипа, способного заменить 3000 ускорителей Google TPU

Компания Luminous Computing, разрабатывающая ИИ-решения на базе фотоники, привлекла венчурные инвестиции в ходе финансирования серии A на сумму $105 млн. В числе инвесторов — Билл Гейтс (Bill Gates), один из основателей Microsoft. Основанный в 2018 году стартап имел $1 млн стартового капитала, а также получил $9 млн годом позже.

Теперь финансовую поддержку стартапу оказали фонды Gigafund, 8090 Partners, Third Kind Venture Capital, Alumni Ventures Group и Strawberry Creek Ventures. Полученные средства предполагается потратить на удвоение штата и разработку кастомных чипов и ПО. Топ-менеджмент компании имеет большой опыт участия в крупных проектах, связанных с ИИ и фотоникой. В 2019 году Luminous заявляли, что целью является создание фотонного чипа, способного заменить 3000 чипов Google TPU.

 Источник изображения: Luminous Computing

Источник изображения: Luminous Computing

Идея в том, чтобы использовать для выполнения операций свет вместо электричества. Считается, что это позволит создавать более комплексные и менее дорогие ИИ-системы на основе фотоники, поскольку электрические сигналы быстрее затухают, требуют больше энергии и неспособны быстро передавать большой объём информации на длинные расстояния.

 Источник изображения: Luminous Computing

Источник изображения: Luminous Computing

По словам главы компании Маркуса Гомеса (Marcus Gomez), «ИИ становится сверхчеловеком», и уже сегодня с компьютерами можно общаться естественным языком, они способны писать код или даже эссе, а результат их работы лучше, чем у большинства людей. При этом он заявил, что уже есть ПО для решения сложнейших задач, но нет необходимого «железа» — ИИ-суперкомпьютеры просто не могут справиться с поставленными перед ними задачами, а машины c 1000+ процессоров зачастую используют не более 20% своей вычислительной мощности из-за коммуникационных ограничений.

Сейчас в компании работает более 90 человек, имеются действующие прототипы чипов, а комплекты для разработчиков планируют начать рассылать потенциальным партнёрам уже в течение двух лет. Хотя значительная часть работ в области фотоники уже проделана, компаниям-разработчикам в данной сфере ещё предстоит серьёзно снизить стоимость, энергопотребление, а также повысить надёжность и масштабируемость своих продуктов.

Постоянный URL: http://servernews.ru/1061695
27.02.2022 [16:32], Владимир Мироненко

Fujitsu разработает энергоэффективные серверные процессоры и сетевые решения на базе фотоники для «зелёных» ЦОД будущего

Японская Организация по развитию новых энергетических и промышленных технологий (NEDO) выбрала Fujitsu для участия в проекте «Зелёный инновационный фонд/Строительство цифровой инфраструктуры нового поколения» (Green Innovation Fund Project/Construction of Next Generation Digital Infrastructure). Компания присоединится к подпроекту «Разработка технологий зелёного центра обработки данных нового поколения». Также в нём примут участие NEC, AIO Core, KIOXIA, Fujitsu Optical Components и KYOCERA.

В связи с постоянно растущей потребностью ЦОД в энергии, NEDO запустила программу, направленную на достижение экономии энергии до 40% и более в дата-центрах Японии к 2030 году. В рамках проекта компании займутся разработкой инновационных решений для повышения энергоэффективности и увеличения ёмкости дата-центров, а также снижения задержек при обмене данными в ЦОД, чтобы способствовать созданию углеродно-нейтрального общества.

 Источник изображения: Fujitsu

Источник изображения: Fujitsu

В частности, Fujitsu возглавит разработку процессоров с низким энергопотреблением и интеллектуальных сетевых решений на основе фотоники, оптимизированных для экологичных ЦОД следующего поколения. Системы на базе фотоники компания будет создавать совместно с родственной Fujitsu Optical Components. Этой же задачей будут заниматься AIO Core, NEC и KYOCERA.

В активе Fujitsu уже есть самый производительный в мире суперкомпьютер Fugaku, поэтому компания продолжит совершенствовать эту технологию и разработает CPU с низким энергопотреблением. Дополнят их ещё два ключевых компонента: разрабатываемые NEC ускорители с низким энергопотреблением и поддержкой дезагрегации и создаваемые KIOXIA твердотельные накопители с высокой пропускной способностью.

Постоянный URL: http://servernews.ru/1061034
25.02.2022 [00:25], Алексей Степин

HPC-фотоника: интерконнект HPE Slingshot перейдёт на решения Ayar Labs

Летом прошлого года компания Ayar Labs успешно продемонстрировала свои успехи на ниве интегрированной фотоники: оптический трансивер TeraPHY в сочетании с мультиволновым лазером SuperNova показали скорость на уровне 1024 Тбит/с, причём все восемь оптических каналов работали без прямой коррекции ошибок. Нет ничего удивительного в том, что технологиями Ayar Labs заинтересовался один из крупнейших в мире поставщиков суперкомпьютеров, компания HPE.

В современных системах HPE используется фирменный интерконнект Cray Slingshot, а теперь компании объединили усилия для создания новой версии этой технологии, но уже базирующейся на принципах фотоники. Эти принципы, напомним, подразумевают более тесную интеграцию электронных и оптических технологий, нежели в традиционных сетях с отдельными трансиверами. Пока о результатах говорить рано, не определены даже точные временные рамки, но речь идёт, как минимум, о «нескольких поколениях» Slingshot.

В первую очередь на базе решений Ayar Labs будет разработан новый, более экономичный и энергоэффективный коммутатор с гибридной ASIC, затем дело должно дойти и до периферийных адаптеров. Также речь идёт о дезагрегации: подразумевается создание прямого оптического интерконнекта, могущего связать воедино CPU, ускорители, FPGA и пулы памяти. Это обещает выигрыши в энергоэффективности и дальности таких соединений, а отсутствие в цепочке передачи данных лишних преобразований из электросигнала в оптический (и наоборот) позволит снизить латентность.

Ayar Labs действительно неплохо продвинулась в области разработки гибридных электронно-оптических чипов и многоволновых лазеров, которые могут параллельно обслуживать до 256 каналов передачи данных. Внедрение фотоники в сфере HPC обсуждалось десятилетиями, но лишь сейчас сделаны первые серьёзные шаги в этом направлении — и это во многом заслуга именно Ayar Labs.

Постоянный URL: http://servernews.ru/1060913
24.12.2021 [23:20], Владимир Агапов

Суперкомпьютер Jean Zay получил фотонные ИИ-сопроцессоры LightOn

Французский стартап LightOn успешно интегрировал один из своих оптических блоков обработки данных (Optical Processing Unit, OPU) в самый производительный академический суперкомпьютер страны Jean Zay. Работа выполнена в рамках пилотной программы Национального агентства по высокопроизводительным вычислениям (GENCI) совместно с Институтом развития и ресурсов в области интенсивных научных вычислений (IDRIS).

Работая в тандеме со стандартными серверными CPU и ускорителями NVIDIA A100, оптический сопроцессор должен значительно повысить скорость выполнения и снизить энергопотребление ресурсоёмких задач в области машинного обучения (МО) и ИИ. Избранные пользователи Jean Zay смогут протестировать OPU уже в ближайшие месяцы.

 Суперкомпьютер Jean Zay (Фото: Cyril Fresillon/IDRIS/CNRS Photothèque)

Суперкомпьютер Jean Zay (Фото: Cyril Fresillon/IDRIS/CNRS Photothèque)

По словам разработчиков, преимущества OPU обусловлены применением фотоники для ускорения выполнения вероятностных алгоритмов на задачах сверхбольшого масштаба. Такой подход просто необходим, когда точные вычисления чрезвычайно сложны и затратны. Например, для обучения модели GPT-3 требуется порядка 3 млн GPU-часов на ускорителях NVIDIA V100. Вероятностные методы (RandNLA) позволяют получать приближённые, но достаточные для практического применения результаты за меньшее время путём различных матричных преобразований.

 Вероятностные проекции с небольшим линейным коэффициентом предварительной и постобработки, иллюстрация LightOn

Вероятностные проекции с небольшим линейным коэффициентом предварительной и постобработки, иллюстрация LightOn

Однако работа с массивами больших размерностей, а именно такие и нужны современным ИИ-моделям, требует значительных вычислительных ресурсов в случае «классических» CPU или GPU, а также огромных массивов памяти. Устройства LightOn обходят это «узкое» место за счёт использования пространственных модуляторов света и ПЗС-матриц. Они уже могут работать с массивами на триллион элементов.

 Вычисления с помощью фотоники, иллюстрация: Igor Carron, LightOn

Вычисления с помощью фотоники, иллюстрация: Igor Carron, LightOn

При частотах обновления матрицы порядка килогерц эквивалентная производительность достигает уровня 1,5 квадриллиона операций в секунду (1,5 Петаопс), а потребляемая мощность при этом составляет всего 30 Вт. OPU выполняет необходимые преобразования в пассивном режиме за счёт физических особенностей самого устройства, разгружая тем самым основные ресурсы суперкомпьютера (пред- и постобработка данных всё равно выполняется CPU/GPU) и повышая общую энергоэффективность системы.

 Первая итерация с использованием физики, иллюстрация: Igor Carron, LightOn

Первая итерация с использованием физики, иллюстрация: Igor Carron, LightOn

Первые коммерчески доступные OPU Aurora2 в 2U-шасси компания предлагает в аренду с весны этого года. Jean Zay станет первой машиной из TOP500, в которой будут установлены эти сопроцессоры. В компании ожидают повышение ИИ-производительности системы в 8-40 раз по сравнению с вычислениями только на GPU. По словам генерального директора LightOn, Игоря Каррона (Igor Carron), такая интеграция ИИ-ускорителей в HPC-системы укрепит уверенность исследователей в том, что следующей вехой цифровой эволюции после экзафлопсных суперкомпьютеров станут гибридные решения.

Постоянный URL: http://servernews.ru/1056700
09.12.2021 [15:48], Владимир Агапов

Intel открыла центр исследований интегрированной фотоники

Подразделение Intel Labs открыло Исследовательский центро интегрированной фотоники для интерконнектов ЦОД. Основной задачей нового подразделения будет ускорение инноваций в области оптический IO-технологий для повышении производительности и степени интеграции. Особый акцент будет сделан на фотонных устройствах, КМОП-схемах, архитектуре соединений, корпусировании, а также оптоволоконной коммутации.

Индустрия быстро приближается к практическим пределам производительности I/O-устройств, основанных на электронной передаче сигналов. Джеймс Яусси (James Jaussi), директор исследовательской лаборатории PHY в Intel Labs, убеждён, что ни одна организация не сможет в одиночку успешно воплотить в реальность все инновации, необходимые для преодоления этого барьера производительности.

 Изображение: Intel

Изображение: Intel

Для создания нового поколения оптических интерконнектов Intel намерена сотрудничать с университетами и известными учёными по всему миру. Джон Бауэрс (John Bowers) из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре возглавляет работу над созданием гетерогенных, интегрированных в кремний арсенид-индиевых (InAs) лазеров на квантовых точках. Паван Кумар Ханумолу (Pavan Kumar Hanumolu) из Университета Иллинойса в Урбан-Шампейне руководит созданием оптических трансиверов сверхнизкой мощности с трансимпедансными усилителями, схемами тактирования и синхронизации. Арка Маджумдар (Arka Majumdar) из Вашингтонского университета занимается кремниевыми фотонными переключателями с малыми потерями на базе материалов с халькогенидным фазовым переходом, которые способны сохранять заданное состояние без подачи питания.

 Изображение: Intel

Изображение: Intel

К работе центра присоединились также учёные из других научных центров США в Техасе, Орегоне, Калифорнии. Они ведут исследования по таким направлениям как оптические трансиверы для высокопроизводительной системы фотонных соединений, кремниевые микродинамические модуляторы с высокой пропускной способностью, интегрированные на кремниевой пластине волноводные линзы, атермальные модуляторы и резонансные фотоприёмные интегральные схемы с пропускной способностью до 40 Тбит/с и плотностью подключения 16 Тбит/с/мм, 3D-упаковка для вертикальной интеграции фотонных и электронных интегральных схем с высокой плотностью соединений.

Постоянный URL: http://servernews.ru/1055562
Система Orphus