12/26/2023，光纖在線訊，據(jù)逍遙科技消息：Neurophos 是由杜克大學(xué)和 Metacept Inc. 分離出來(lái)的公司，在種子輪融資中籌集了 720 萬(wàn)美元，用于將超材料 (metamaterials) 和利用硅基光電子技術(shù)的光學(xué) AI 推理芯片的突破產(chǎn)品化。這輪融資由 Gates Frontier 領(lǐng)投，并得到 MetaVC、Mana Ventures 和其他投資者的支持。該公司計(jì)劃使用這筆資金來(lái)生產(chǎn)光學(xué)超表面(metasurface)作為處理 AI 工作負(fù)載的超密集張量核心處理器，光學(xué)超表面的先進(jìn)光學(xué)特性使其具備前所未有的計(jì)算密度和能源效率。

     Neurophos總部設(shè)在德克薩斯州奧斯汀，將增加工程師團(tuán)隊(duì)以進(jìn)一步開發(fā)產(chǎn)品。

   

問題痛點(diǎn)：日益增長(zhǎng)的 AI 計(jì)算需求

     大規(guī)模語(yǔ)言模型使對(duì)AI計(jì)算的需求呈幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)。到目前為止，現(xiàn)代GPU成功地提高了AI的工作量，但在能源效率和擴(kuò)展能力方面存在局限性。隨著全球數(shù)據(jù)中心耗電量的持續(xù)增加，迫切需要專業(yè)的AI硬件來(lái)提供高于每瓦數(shù)量的性能。

光計(jì)算的前景

     光計(jì)算是實(shí)現(xiàn) AI 工作負(fù)載速度和能源效率提升的關(guān)鍵。光計(jì)算依賴光子來(lái)執(zhí)行計(jì)算操作，而不是傳統(tǒng)半導(dǎo)體中的電子，后者面臨進(jìn)一步微型化的障礙。光計(jì)算處理器利用光速和并行性，提供了一個(gè)解決方案，以滿足AI對(duì)越來(lái)越快和節(jié)能型計(jì)算機(jī)的需求。

     但是，商用化的光計(jì)算AI加速器的嘗試因無(wú)法大規(guī)模制造足夠小的光學(xué)配件而未能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化。元材料技術(shù)克服了這些局限，提供了操作光的新能力。

利用光的力量來(lái)充分實(shí)現(xiàn)AI

     Neurophos的使命是利用光的巨大潛力，開拓AI計(jì)算機(jī)的革命性方法。以超表面光學(xué)技術(shù)和硅基礎(chǔ)光電子技術(shù)驅(qū)動(dòng)的尖端技術(shù)超越了現(xiàn)有的硅基礎(chǔ)光電子技術(shù)，引領(lǐng)著超高速、高密度AI推論時(shí)代。

     硅基光電子技術(shù)結(jié)合尖端硅基光電子制造技術(shù)和元材料的突破，實(shí)現(xiàn)了與高速光通信的相互連接，為AI工作負(fù)荷解決了革命性的計(jì)算密度和性能難題。Neurophos利用這些協(xié)作技術(shù)制造AI專用硬件，解決了在不增加能源消耗的情況下，以幾何級(jí)數(shù)提高AI應(yīng)用程序計(jì)算能力的緊急問題。

Neurophos 的突破

     Neurophos 結(jié)合了兩項(xiàng)關(guān)鍵創(chuàng)新，利用光計(jì)算實(shí)現(xiàn)了前所未有的性能和效率。首先，基于超材料的調(diào)制器比現(xiàn)有方法小 1000 多倍，通過(guò)縮小處理光信號(hào)所需的組件，實(shí)現(xiàn)了大幅提高的計(jì)算密度。其次，光學(xué)架構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn) CMOS 工藝兼容便于大規(guī)模制造，克服了之前光學(xué) AI 加速器嘗試所面臨的商業(yè)可行性的關(guān)鍵障礙。由先進(jìn)超材料和硅基光電子技術(shù)支持的突破共同打開在合理的能源范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)每秒超過(guò) 1 萬(wàn)億次操作的光計(jì)算芯片的道路。

基于光學(xué)超表面技術(shù)的光計(jì)算處理器

     Neurophos技術(shù)的核心是光學(xué)超表面，它將光學(xué)矩陣運(yùn)算中的組件縮小到前所未有的大小。采用成熟的硅基光電子制造技術(shù)和兼容的標(biāo)準(zhǔn)CMOS制造技術(shù)制造，是專有的光學(xué)超表面，硅基光電子元件處理的密度比其他方法高數(shù)千倍。

     Neurophos預(yù)測(cè)，光學(xué)超表面設(shè)計(jì)將實(shí)現(xiàn)AI性能比目前GPU提高1000倍以上的技術(shù)發(fā)展藍(lán)圖。通過(guò)賦予前所未有的效率和集約度，Neurophos可以提供指數(shù)級(jí)的AI處理能力，解決現(xiàn)有半導(dǎo)體所具有的電力消耗和熱量問題。他們的突破將重構(gòu)人工智能基礎(chǔ)設(shè)施的經(jīng)濟(jì)和規(guī)模。

存算一體化結(jié)構(gòu)

     Neurophos結(jié)合了革命性的光學(xué)超表面和人工智能工作負(fù)載的創(chuàng)新內(nèi)存架構(gòu)。高速膠片上的基于硅的光電子提供連接，使數(shù)據(jù)流通過(guò)低延遲的光纖網(wǎng)絡(luò)。計(jì)算是在表面分散的內(nèi)存單元中進(jìn)行的，而不是在單個(gè)處理器中進(jìn)行外部傳輸。這種優(yōu)雅的結(jié)構(gòu)是為了非常高效的矩陣乘法而設(shè)計(jì)的，以控制神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)AI的工作負(fù)荷。通過(guò)對(duì)這些計(jì)算的光學(xué)組合和簡(jiǎn)化，Neurophos可以在適當(dāng)?shù)碾娏σ�求下以驚人的速度提高。

Neurophos 的優(yōu)勢(shì)

     許多公司都在嘗試?yán)�用光學(xué)計(jì)算來(lái)加速 AI，但 Neurophos 通過(guò)在超材料和硅基光電子制造方面的雙重突破而區(qū)別于其他公司。這些創(chuàng)新在多個(gè)方面提供了獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)：

-密度：光學(xué)超表面組件比現(xiàn)狀小 1000 多倍，使每個(gè)芯片的光學(xué)處理單元數(shù)量大大增加
-速度：光子操作以光速并行進(jìn)行，優(yōu)化架構(gòu)
-效率：在固定能源范圍內(nèi)顯著增加的計(jì)算密度帶來(lái)前所未有的單位性能
-可制造性：設(shè)計(jì)旨在利用現(xiàn)有的 CMOS 和硅基光電子制造方法，實(shí)現(xiàn)可擴(kuò)展的大規(guī)模生產(chǎn)

     這些優(yōu)勢(shì)的組合使 Neurophos 成為推動(dòng)人工智能下一代硬件的前沿。將尖端光子技術(shù)研究與用戶商業(yè)化的工程設(shè)計(jì)思維相結(jié)合。

     通過(guò)在這個(gè)堆棧上進(jìn)行創(chuàng)新：從基礎(chǔ)超材料科學(xué)到可制造的芯片——Neurophos在重塑 AI 領(lǐng)域做好了準(zhǔn)備。

數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用

     Neurophos 的光學(xué)AI芯片性能突破，非常適合大規(guī)模數(shù)據(jù)中心中的AI推理應(yīng)用。目前AWS、Google Cloud、微軟Azure等云廠商使用大量Intel和Nvidia GPU來(lái)支持客戶的AI服務(wù)。但隨著AI模型越來(lái)越大，這些GPU在成本和功耗上都很難擴(kuò)展，這已經(jīng)成為云AI發(fā)展的巨大瓶頸。Neurophos的技術(shù)可以突破上述瓶頸，光學(xué)AI芯片可以在性能、成本和功耗之間取得更好的平衡。這可以大幅降低數(shù)據(jù)中心的AI所需成本,使更多客戶獲取強(qiáng)大的AI能力，推動(dòng)醫(yī)療、科研、教育等多個(gè)領(lǐng)域的進(jìn)步。

     業(yè)內(nèi)分析預(yù)測(cè)，到2026年光AI芯片的市場(chǎng)規(guī)模將從2022年的120億美元增長(zhǎng)至超過(guò)1000億美元。Neurophos有望在這個(gè)蓬勃成長(zhǎng)的賽道占據(jù)一席之地。

商業(yè)化策略

     Neurophos加入了擁有豐富光電子行業(yè)經(jīng)驗(yàn)的硅谷孵化器Silicon Catalyst，可以獲得設(shè)計(jì)制造、供應(yīng)鏈、客戶關(guān)系等方面的幫助，使Neurophos更順利實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。此外，Neurophos管理團(tuán)隊(duì)與杜克大學(xué)超材料專家David Smith教授關(guān)系密切，CEO Patrick Bowen曾跟隨Smith教授攻讀博士學(xué)位；CTO Tom Driscoll也創(chuàng)立過(guò)一家雷達(dá)超材料公司，為Neurophos的成果轉(zhuǎn)化奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

總結(jié)

     種子輪720萬(wàn)美元的融資將推動(dòng)Neurophos使用超材料技術(shù)研發(fā)光AI芯片，使光器件體積縮小超過(guò)1000倍，計(jì)算速度與效率遠(yuǎn)超傳統(tǒng)半導(dǎo)體芯片。與成熟的硅基光電子技術(shù)相結(jié)合，Neurophos的創(chuàng)新令光AI芯片量產(chǎn)化指日可待。

     展望未來(lái)，在業(yè)內(nèi)頂尖投資機(jī)構(gòu)與專家的鼎力支持下，Neurophos的光AI芯片有望推動(dòng)AI計(jì)算能力的指數(shù)增長(zhǎng)，使云計(jì)算平臺(tái)上豐富的AI應(yīng)用更普及，進(jìn)而造福醫(yī)療、科研、教育等廣泛領(lǐng)域。