Neurophos: Η επένδυση του Bill Gates που «ξεκλειδώνει» την ταχύτητα του φωτός για την AI

Η βιομηχανία των ημιαγωγών βρίσκεται μπροστά σε έναν αδιαπέραστο τοίχο. Ο Νόμος του Moore, η παρατήρηση που καθόρισε την εκθετική αύξηση της υπολογιστικής ισχύος για δεκαετίες, δείχνει πλέον να «λαχανιάζει». Τα τρανζίστορ έχουν φτάσει σε ατομικό μέγεθος, η θερμότητα που παράγουν οι σύγχρονες GPU είναι τεράστια και η κατανάλωση ενέργειας στα κέντρα δεδομένων απειλεί τη βιωσιμότητα της περαιτέρω ανάπτυξης της Τεχνητής Νοημοσύνης.

Σε αυτό το κρίσιμο σταυροδρόμι, η Neurophos, μια startup εταιρεία με έδρα το Όστιν, έρχεται να προτείνει μια λύση που μοιάζει να αγνοεί τους συμβατικούς κανόνες της ηλεκτρονικής μηχανικής. Με την υποστήριξη της Metaplanet, του επενδυτικού οχήματος του Bill Gates, η εταιρεία αναπτύσσει μια νέα γενιά επεξεργαστών που δεν βασίζονται στον ηλεκτρισμό, αλλά στο φως.

Το τέλος των ηλεκτρονίων και η αρχή των φωτονίων

Η βασική αρχή της Neurophos είναι η αντικατάσταση των ηλεκτρονίων με φωτόνια για την εκτέλεση υπολογισμών. Η ιδέα των οπτικών υπολογιστών (optical computing) δεν είναι καινούργια, ωστόσο μέχρι σήμερα σκόνταφτε σε ένα θεμελιώδες πρόβλημα φυσικής: το μέγεθος. Ενώ τα ηλεκτρονικά τρανζίστορ μπορούν να σμικρυνθούν σε νανοκλίμακα, τα οπτικά εξαρτήματα απαιτούσαν σημαντικά μεγαλύτερο χώρο λόγω του μήκους κύματος του φωτός. Αυτό καθιστούσε αδύνατη την τοποθέτηση εκατομμυρίων οπτικών πυλών σε ένα μικροσκοπικό τσιπ.

Η Neurophos ισχυρίζεται πως έλυσε τον γρίφο αξιοποιώντας τα μεταϋλικά (metamaterials). Πρόκειται για τεχνητές δομές που επιτρέπουν τον έλεγχο του φωτός με τρόπους που δεν συναντώνται στη φύση. Μέσω αυτών, η εταιρεία κατάφερε να δημιουργήσει οπτικά τρανζίστορ εξαιρετικά μικρού μεγέθους, τα οποία μπορούν να ενσωματωθούν σε τυπικές διαδικασίες παραγωγής ημιαγωγών (CMOS).

Ταχύτητα και ενεργειακή απόδοση: Το διπλό στοίχημα

Η τεχνολογία αυτή δεν υπόσχεται απλώς ταχύτητα. Στοχεύει στην «καρδιά» του προβλήματος των σύγχρονων AI μοντέλων: την ενεργειακή απόδοση. Οι σημερινοί επεξεργαστές σπαταλούν τεράστια ποσά ενέργειας απλώς και μόνο για να μετακινήσουν δεδομένα μέσα στο τσιπ, δημιουργώντας θερμότητα που απαιτεί πολύπλοκα συστήματα ψύξης.

Οι οπτικοί επεξεργαστές της Neurophos υπόσχονται δραματική μείωση αυτής της κατανάλωσης. Το φως ταξιδεύει ταχύτερα και με λιγότερες απώλειες από τον ηλεκτρισμό, επιτρέποντας την εκτέλεση των πολύπλοκων μαθηματικών πράξεων που απαιτούν τα νευρωνικά δίκτυα με κλάσμα της ενέργειας που χρειάζεται μια συμβατική GPU της Nvidia ή της AMD.

Η στρατηγική της «υβριδικής» μετάβασης

Ένα από τα πιο έξυπνα στοιχεία της στρατηγικής της Neurophos είναι ο ρεαλισμός. Η εταιρεία δεν προσπαθεί να αντικαταστήσει ακαριαία την υπάρχουσα υποδομή. Αντίθετα, σχεδιάζει τσιπ που λειτουργούν συμπληρωματικά, αναλαμβάνοντας το βαρύ φορτίο της επεξεργασίας AI, ενώ αφήνουν τις γενικές εργασίες στους συμβατικούς επεξεργαστές.

Η προσέγγιση αυτή θυμίζει τον τρόπο που οι GPU ανέλαβαν τα γραφικά και αργότερα τους παράλληλους υπολογισμούς, αφήνοντας την κεντρική διαχείριση στην CPU. Με τη χρήση ιδιόκτητων μεθόδων κατασκευής που είναι συμβατές με τα υπάρχοντα χυτήρια σιλικόνης, η Neurophos φιλοδοξεί να μπει στην αγορά γρηγορότερα από άλλους ανταγωνιστές που απαιτούν εξωτικές και δαπανηρές μεθόδους παραγωγής.

Η χρονική συγκυρία είναι ιδανική. Η έκρηξη της παραγωγικής AI (όπως το ChatGPT, το Gemini και το Claude) έχει δημιουργήσει μια ακόρεστη δίψα για υπολογιστική ισχύ. Οι κολοσσοί της τεχνολογίας αναζητούν απεγνωσμένα τρόπους να αυξήσουν την απόδοση των data centers τους χωρίς να εκτοξεύσουν το λειτουργικό κόστος ή το περιβαλλοντικό αποτύπωμα.

Η επένδυση του Bill Gates, ενός ανθρώπου που έχει μιλήσει εκτενώς για την κλιματική αλλαγή και την ανάγκη για πράσινη τεχνολογία, δίνει ψήφο εμπιστοσύνης όχι μόνο στην τεχνολογική αρτιότητα της Neurophos, αλλά και στο περιβαλλοντικό της πρόσημο. Αν η τεχνολογία των μεταϋλικών αποδώσει τα αναμενόμενα, θα μπορούσαμε να μιλάμε για τον σημαντικότερο επανασχεδιασμό της αρχιτεκτονικής υπολογιστών εδώ και πενήντα χρόνια.

Το μέλλον της επεξεργασίας

Φυσικά, ο δρόμος από το εργαστήριο μέχρι τη μαζική παραγωγή είναι γεμάτος προκλήσεις. Η ενσωμάτωση οπτικών και ηλεκτρονικών στοιχείων στο ίδιο τσιπ παραμένει μια εξαιρετικά δύσκολη μηχανική εξίσωση. Ωστόσο, η Neurophos δείχνει να έχει ξεπεράσει τα πρώτα μεγάλα εμπόδια, παρουσιάζοντας μια τεχνολογία που είναι ταυτόχρονα καινοτόμα και βιομηχανικά εφαρμόσιμη.