Supercomputador eletrônico recebe coprocessadores fotônicos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 27/12/2021

O supercomputador Jean Zay está fazendo história como o primeiro supercomputador híbrido, mesclando a eletrônica com a fotônica.
[Imagem: Cyril Fresillon/IDRIS/CNRS]

Coprocessadores fotônicos

O supercomputador francês Jean Zay está apenas na 163ª posição na lista TOP500 dos maiores supercomputadores do mundo, mas ele acaba de fazer história.

Originalmente construído pela HP e colocado para funcionar em 2019, o Jean Zay se tornou o primeiro supercomputador do mundo a receber coprocessadores fotônicos, ou seja, que fazem seus cálculos usando luz, e não eletricidade.

Inúmeros grupos ao redor do mundo estão trabalhando na construção de processadores de luz, mas a empresa emergente LightOn saiu na frente lançando seus coprocessadores fotônicos - coprocessadores são chips auxiliares especializados em determinados tipos de cálculos, destinados a liberar o processador principal para outras tarefas.

A empresa chama seu chip de luz de OPU, sigla em inglês para "Unidade de Processamento Óptico".

A LightOn se especializou em fabricar coprocessadores destinados a cálculos de inteligência artificial, acelerando algumas tarefas genéricas no aprendizado de máquina, como treinamento e inferência de dados de alta dimensão - a versão atual da OPU, consumindo apenas 30 watts, consegue lidar com matrizes de um trilhão de elementos.

Segundo a empresa, os coprocessadores fotônicos podem ser usados no contexto da aprendizagem supervisionada ou não-supervisionado, abrindo seu leque de aplicações, que cobre desde o processamento em lote tradicional, a partir de grandes volumes de dados gravados, até ds dados fornecidos em tempo real, por streaming.

Os módulos fotônicos da LightOn podem ser acessados independentemente por meio de uma API em Python.
[Imagem: LightOn]

Computação híbrida

No caso do supercomputador Jean Zay, as OPUs da LightOn usarão a fotônica para acelerar algoritmos trabalhando em conjunto com as CPUs de silício padrão (Xeon Gold 6248) e com a mais recente tecnologia de GPU A100 da Nvidia.

A expectativa é que o supercomputador tenha aumentos no desempenho entre 8 e 40 vezes quando rodando programas de inteligência artificial, em comparação com os cálculos sendo feitos apenas nas GPUs.

"Nossa pesquisa está hoje focada na questão da aprendizagem em larga escala. Integrar uma OPU em um dos nós mais poderosos do Jean Zay nos dará as chaves para realizar esta pesquisa e nos permitirá ir além de uma simples 'prova de conceito'," disse o professor Antoine Liutkus, um dos fundadores da LightOn.

A integração de um chip fotônico em uma máquina eletrônica tradicional também confirma as expectativas de que não é preciso esperar que a tecnologia fotônica crie uma plataforma de computação totalmente nova para substituir a computação eletrônica, sendo possível integrar as duas em uma tecnologia híbrida, na qual cada uma ofereça o que tem de melhor.

"Junto com o surgimento da computação quântica, esta estreia mundial reforça nossa visão de que o próximo passo após a supercomputação em exaescala será a computação híbrida," disse Liutkus.