Компания Ayar Labs, специализирующаяся на разработке и внедрении гибридных электронно-оптических технологий, сообщила о расширении раунда финансирования Series C: на развитие и коммерциализацию решений привлечено ещё $25 млн по расширенной программе Series C1.

Инвестиционный раунд возглавила фирма Capital TEN при участии VentureTech Alliance. Кроме того, финансовую поддержку оказали Boardman Bay Capital Management, IAG Capital Partners, NVIDIA и Tyche Partners. В число стратегических инвесторов также входят Applied Ventures, GlobalFoundries, Hewlett Packard Pathfinder, Intel Capital и Lockheed Martin Ventures. Таким образом, общая сумма средств, привлечённых в ходе двух С-раундов, достигла $155 млн.

Источник изображения: Ayar Labs

Запатентованная технология Ayar Labs предусматривает обмен данными между чипами посредством света, а не электрических импульсов. Такой подход позволяет значительно повысить производительность, уменьшить задержки, снизить потребляемую мощность и увеличить расстояние линий передачи информации. Утверждается, что решение открывает новые возможности в плане организации HPC-систем, построения дата-центров, развёртывания ИИ-платформ и облачных сервисов.

Помимо ускорения внедрения и коммерциализации оптических IO-решений, Ayar Labs намерена направить полученные деньги на расширение штата сотрудников. По сравнению с прежними планами количество новых вакансий будет увеличено приблизительно в полтора раза.

Разработки Ayar Labs в сфере кремниевой фотоники заинтересовали американскую военно-промышленную корпорацию Lockheed Martin, объявившую о планах использовать её технологию для оптического ввода-вывода в своих будущих оборонных платформах. Компании сотрудничают с 2020 года, когда Lockheed Martin объявила о «стратегических инвестициях» в стартап с целью дальнейшей разработки чиплета-трансивера TeraPHY.

Lockheed Martin сообщила, что технология Ayar Lab может в конечном итоге найти применение во многих системах Министерства обороны США для захвата, оцифровки, транспортировки и обработки спектральной информации с меньшей задержкой и на более дальние расстояния по сравнению с существующими решениями. Lockheed Martin не стала конкретизировать направления применения этой технологии, лишь отметила возможность её использования для военной разведки и обработки радиосигналов.

Источник: Ayar Labs

Ранее говорилось об использовании оптического интерконнекта в цифровых радиолокационных приложениях для поддержки больших объёмов данных. Тем не менее, военная разведка включает в себя широкий спектр технологий, обычно используемых в оборудовании для наблюдения, таких как дроны, спутники-шпионы и радарные массивы — во все эти области Lockheed Martin инвестирует значительные средства.

Технический директор Lockheed Martin Стив Уокер (Steve Walker) отметил, что для успеха миссий её клиентов требуются инновационные системные архитектуры в сочетании с искусственным интеллектом и методами машинного обучения. «Решение Ayar Labs для оптических интерконнектов обеспечивает необходимую технологию для обработки спектральной информации с большей скоростью и меньшей задержкой для систем следующего поколения», — добавил он.

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

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

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.

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

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

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.

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.

Компания использовала свой оптический трансивер TeraPHY и мультиволновый лазер SuperNova для того, чтобы испытать оптический канал со спектральным уплотнением (WDM) на скорости 1,024 Тбит/c. Испытания подтвердили полную функциональность TeraPHY с 8 оптическими каналами, работающими без прямой коррекции ошибок (FEC) при потреблении менее 5 пДж/бит. Для тестов была использованая совместная упаковка с ПЛИС Intel Stratix 10.

Был так же усовершенствован многопортовый лазер SuperNova, который теперь поддерживает до 64 настраиваемых длин волн излучения и до 256 каналов, что даёт суммарную пропускную способность 8,192 Тбит/с. Он стал первым продуктом, совместимым со спецификациями CW-WDM MSA, отраслевого консорциума, который разрабатывает стандарты для передовых оптических коммуникационных и вычислительных приложений. При его создании разработчики использовали лазерные технологии MACOM, оптимизированные для кремниевой фотоники.

По словам Чарльза Уишпарда (Charles Wuischpard), генерального директора Ayar Labs, это событие является важной вехой развития оптической связи для цифровой трансформации, потребности которой в интерконнектах с низким энергопотреблением и высокой пропускной способностью постоянно растут: «Цифровая трансформация осуществляется за счет облачных технологий, средств подключения, и интеллектуальных устройств; наша будущие продукты и кастомные решения предназначены для обслуживания этих сегментов рынка».

Фотоника или «оптическая электроника», вне всякого сомнения, имеет серьёзные перспективы. Но по-настоящему массовыми оптические и гибридные технологии в микроэлектронике могут стать только при освоении коммерческих техпроцессов. К этому близка компания Ayar Labs. Ещё в начале года она анонсировала оптический трансивер TeraPHY, а сейчас сообщает об успешном освоении 45-нм техпроцесса GlobalFoundries для 300-мм кремниевых пластин.

Главная сложность в фотонике — не технология сама по себе, а её гибридизация с классической электроникой. Заметных успехов в этом удалось добиться приблизительно в 2015-2016 годах, когда были представлены первые прототипы оптических сопроцессоров и гибридных чипов. Ayar Labs ведёт свои работы в области замены классических модулей SerDes гибридно-оптическими уже пять лет, и в 2020 году компании удалось добиться успеха с чиплетом TeraPHY.

Но прототипы — прототипами, а массовое внедрение электронно-оптических чипов невозможно без освоения массовых же технологических процессов, позволяющих производить такие решения в серьёзных объёмах. На первый взгляд, цифра 45 нм кажется сегодня устаревшей, но, во-первых, речь не идёт о новейших ЦП, а во-вторых, технология хорошо отлажена и все подводные камни в ней найдены. Поэтому Ayar Labs есть чем гордиться.

Мультиволновой лазер Ayar Labs SuperNova может обеспечить плотность 289 Гбит/с на миллиметр

Компания продемонстрировала плоды сотрудничества с GlobalFoundries. Ими стала первая в мире оптическая система межсоединений, позволяющая избежать лишних преобразований «электроника-оптика» и дающая возможность соединять чипы напрямую оптическим каналом. Потенциально пропускная способность оптических каналов выше, нежели классических электронных, а в эру растущей популярности сложных систем ИИ и машинного обучения это очень востребовано. На сегодня Ayar Labs удалось добиться показателей в районе 2,56 Тбит/с на чиплет или 289 Гбит/с на миллиметр.

Как уже было сказано, новая фотонная платформа разработана на базе коммерческого 45-нм техпроцесса GlobalFoundries, использующего кремниевые пластины диаметром 300 мм. Как считает глава Ayar Labs, это по-настоящему открывает фотонике двери в большой мир. GlobalFoundries поддерживает это начинание и уже предоставила Ayar Labs доступ к техпроцессам кремниевой фотоники следующего поколения с более тонким техпроцессом. Новый комплект разработчика Ayar Labs можно заказать на сайте компании. Он включает в себя плату с трансиверами TeraPHY, лазер и необходимое программное обеспечение.

Напоминаем, сама GlobalFoundries осваивает сферу фотоники и оптоэлектроники весьма активно: стартовав в 2017, она уже в начале 2020 года заняла 10% этого рынка.