De acordo com pt.wedoany.com-A empresa de computação óptica de Xangai, Guangbenwei Technology, em conjunto com a Dongfang Tiansuan, iniciou o desenvolvimento da primeira carga útil de satélite de computação óptica baseada no espaço do mundo, planejando aplicar a tecnologia de computação óptica pela primeira vez em cenários de engenharia espacial.
A corrida pela capacidade computacional espacial está se tornando cada vez mais acirrada. Elon Musk prevê que, até 2032, satélites de inteligência artificial movidos a energia solar podem se tornar a solução de computação de menor custo global. O CEO da NVIDIA, Jensen Huang, também apontou em março deste ano que onde quer que os dados sejam gerados, a inteligência deve estar presente. No entanto, a computação espacial enfrenta desafios de engenharia severos: a dissipação de calor dos chips é difícil no ambiente de vácuo, e a radiação de partículas de alta energia pode facilmente causar erros de cálculo.
A Guangbenwei Technology adota a tecnologia de computação óptica para tentar contornar esses problemas. A empresa acredita que a computação óptica utiliza fótons como portadores de informação computacional. Os fótons não possuem carga elétrica, não são naturalmente afetados por partículas de alta energia e não requerem proteção especial contra radiação. Quando a luz se propaga em guias de onda para realizar cálculos, quase não gera calor, e o consumo de energia estática teoricamente se aproxima de zero. Essas características são altamente compatíveis com as restrições de energia limitada e dissipação de calor difícil dos satélites. Além disso, sob o mesmo peso de carga útil, as estruturas de dissipação de calor e os sistemas de energia necessários para os chips de computação óptica são mais leves e menores, permitindo acomodar mais capacidade computacional.
Pu Huanan, vice-diretor do Instituto de Pesquisa da Guangbenwei Technology, afirmou que a melhoria do desempenho dos chips de computação eletrônica depende há muito tempo da miniaturização dos processos. Quando o espaçamento da porta do transistor é reduzido a um certo ponto, o efeito de tunelamento quântico pode causar vazamento de corrente e erros de cálculo. Os chips de computação óptica não dependem de processos avançados dominados pela litografia ultravioleta extrema (EUV). Processos existentes acima de 45 nanômetros, ou mesmo em nível submicrométrico, já são suficientes para atender às necessidades de fabricação. O aumento da capacidade computacional depende da expansão da escala da computação óptica e do uso de múltiplas dimensões de multiplexação, como comprimento de onda e polarização dos fótons, mantendo a geração de calor e o consumo de energia estáveis.
Atualmente, a Guangbenwei Technology é a única empresa no mundo que realiza simultaneamente computação óptica na memória e computação óptica em vidro. A computação óptica na memória permite que os parâmetros de grandes modelos sejam armazenados diretamente dentro do chip, eliminando a necessidade de transferência frequente de dados, reduzindo a latência computacional para um décimo dos esquemas tradicionais de computação óptica. Com base nessa rota tecnológica, a empresa desenvolveu o chip de computação óptica com a maior densidade de capacidade computacional do mundo, que já foi verificado em múltiplas tape-outs e alcançou aplicações em nível de produto. No ano passado, a empresa lançou a primeira geração de placas de computação de integração optoeletrônica e as implantou em modelos de grande porte verticais do setor financeiro. A segunda geração está planejada para ser lançada ainda este ano.
Do solo ao espaço, Pu Huanan acredita que a computação óptica ainda precisa superar o obstáculo da engenharia. As vibrações intensas durante a fase de lançamento do foguete representam um teste para a estabilidade estrutural da embalagem do chip. Após a entrada em órbita, ainda é necessário concluir a verificação em nível de sistema de energia, controle térmico e comunicação. As duas partes têm divisões de trabalho claras: a Dongfang Tiansuan lidera o desenvolvimento da carga útil, o reforço contra radiação espacial, o controle térmico, a adaptação de energia e todo o processo de verificação em órbita; a Guangbenwei Technology fornece a arquitetura do chip de computação óptica, o motor de computação e o suporte do ecossistema de software. Atualmente, a placa de computação de integração optoeletrônica usada na carga útil de computação óptica desenvolvida conjuntamente já atingiu uma capacidade computacional de 300 TOPS (trilhões de operações por segundo) por placa, suportando inferência de precisão múltipla INT8 e FP8, e já passou por testes de verificação em ambiente orbital.
A Guangbenwei Technology afirma que seu objetivo é construir um sistema completo de computação óptica, desde materiais, embalagem, chips ópticos e chips eletrônicos, passando por nós de computação e interconexão de nós, até uma pilha de software completa, fornecendo aos clientes soluções flexíveis e combinadas de computação óptica, interconexão óptica e transmissão óptica com base em necessidades reais. Esse caminho é semelhante à lógica da NVIDIA, que evoluiu de uma única GPU para soluções em nível de cluster, mas a rota tecnológica subjacente é diferente.
Atualmente, a indústria de computação baseada no espaço ainda está em um estágio muito inicial de desenvolvimento. Há inúmeros desafios de engenharia a serem superados em cada etapa, desde a verificação tecnológica, integração de sistemas até a implantação em larga escala. Recursos de energia limitados em plataformas de satélite, o ciclo de iteração de chips espaciais e a implantação em órbita de baixo custo são todos obstáculos que a computação baseada no espaço deve superar para passar da experimentação à comercialização. A escolha da rota tecnológica para chips e sistemas de computação determinará o teto de capacidade das futuras constelações de computação.
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