Chips conectados à luz podem treinar IA mais rapidamente e usar menos energia

Uma tecnologia de fibra óptica pode ajudar os chips a comunicarem entre si à velocidade da luz, permitindo-lhes transmitir 80 vezes mais informação do que utilizando ligações eléctricas tradicionais. Isto pode acelerar significativamente os tempos de formação necessários para grandes modelos de inteligência artificial – de meses para semanas – ao mesmo tempo que reduz os custos de energia e emissões para os data centers.

A maioria dos chips de computador avançados ainda se comunica por meio de sinais elétricos transportados por fios de cobre. Mas à medida que a indústria tecnológica corre para treinar grandes modelos de linguagem e outros sistemas complexos de IA – um processo que requer redes de superchips de IA para transferir grandes quantidades de dados – as empresas estão ansiosas por ligar os chips utilizando comunicações de fibra óptica à velocidade da luz.

Esta tecnologia não é nova: a Internet já depende de cabos submarinos de fibra óptica que se estendem por milhares de quilómetros entre continentes. Para transmitir dados entre chips do tamanho de uma unha, as empresas precisam conectar o máximo possível de fibras ópticas da espessura de um fio de cabelo às extremidades de cada chip.

“Como todos sabemos, a melhor tecnologia de comunicação é a fibra óptica, e é por isso que a fibra óptica é usada em todos os outros lugares para comunicação de longa distância”, disse Mukesh Khare IBM Research durante uma coletiva de imprensa apresentando uma prévia da tecnologia. “Essa inovação óptica integrada traz essencialmente o poder da fibra óptica em um chip.”

Khare e seus colegas desenvolveram um módulo óptico que permitirá aos fabricantes de chips adicionar seis vezes mais fibra óptica à borda de um chip do que a tecnologia atual. O módulo usa uma estrutura chamada guia de ondas ópticas para conectar 51 fibras ópticas por milímetro. Também evita que o sinal óptico de uma fibra interfira nos seus vizinhos.

“O que a IBM realmente fez aqui foi usar todos os seus materiais e tecnologia de embalagem – uma história de liderança nisso – para realmente revolucionar a forma como você faz fibra óptica de alta densidade usando guias de onda”, disse Dan Hutcheson na TechInsights, uma empresa de pesquisa de tecnologia de semicondutores com sede no Canadá. “Para mim, foi um grande avanço quando o vi.”

A IBM estima que usando fibra óptica, os chips podem trocar informações com 80 vezes mais largura de banda do que chips que se comunicam apenas com sinais elétricos. Esta melhoria na comunicação poderia permitir que os desenvolvedores de IA treinassem um grande modelo de linguagem em três semanas, em vez de três meses, afirma a empresa. Mudar de cabos elétricos para fibras ópticas também pode significar uma redução de cinco vezes no consumo de energia dos modelos de IA de treinamento.

A IBM já submeteu módulos ópticos a testes de estresse que incluem alta umidade e temperaturas de -40°C (-40°F) a 125°C (257°F). Hutcheson espera que grandes empresas fabricantes de semicondutores possam estar interessadas em licenciar a tecnologia.

“Estamos realmente nos primórdios de tudo isso, mas é a área mais quente da tecnologia de semicondutores no momento em termos de computação de alto desempenho e tecnologia de IA”, diz ele.