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Aug 20, 2023

Cegado por la luz

¿Recuerdas la canción Cegado por la luz? Esta composición, que fue escrita y grabada originalmente por Bruce Springsteen, apareció por primera vez en su álbum debut de 1973, Greetings from Asbury Park.

¿Recuerdas la canción Cegado por la luz? Esta composición, que fue escrita y grabada originalmente por Bruce Springsteen, apareció por primera vez en su álbum debut de 1973, Saludos desde Asbury Park, Nueva Jersey. Bruce es, por supuesto, una leyenda. Sin embargo, por más asombrosa que sea su interpretación, siempre asociaré Blinded by the Light con Earth Band de Manfred Mann, quienes lanzaron su versión tres años después como una pista de su álbum de 1976, The Roaring Silence.

Solo estaba leyendo y reflexionando sobre la letra. Todavía no tengo idea de lo que significan, pero realmente amo esta canción. La versión de Manfred Mann incluye la melodía "Chopsticks" tocada en piano cerca del final del puente de la canción. Esa fue una de las primeras melodías que aprendí a tocar en el piano. No soy un gran pianista, pero si Manfred y sus amigos alguna vez necesitan una mano, ciertamente podría cubrirles esta parte. No puedo evitarlo. Debo ver el vídeo de YouTube. Volveré en un minuto.

¡Guau! Seguramente fue un viaje al pasado. Yo era un joven estudiante universitario, de ojos brillantes y cola poblada, cuando esto salió a la luz. Ahora me siento como un viejo tonto (pero ¿dónde vamos a encontrar uno a esta hora del día?).

Los pensamientos chispean como fuegos artificiales en mi pobre cabeza. Por ejemplo, The Color of Magic y The Light Fantastic de Terry Pratchett (QEPD) simplemente aparecieron y salieron de (lo que yo llamo entre risas) mi mente.

El motivo de mis vagas reflexiones es que estaba charlando con Maurice (Mo) Steinman, vicepresidente de ingeniería de Lightelligence. Comenzamos contemplando un par de imágenes que todos hemos visto antes:

El escalado de transistores se está quedando atrás de la demanda (Fuente: Lightelligence)

A la izquierda, vemos una ilustración que refleja un ejemplo del escalamiento de nodos de proceso, que, sorprendentemente, todavía sigue aproximadamente la ley de Moore (recordemos que Moore postuló originalmente una duplicación de transistores por unidad de área de silicio cada 12 meses, luego revisó esto a cada 24 meses, y luego lo ajusté nuevamente a cada 18 meses; por lo tanto, no es tanto una “ley” sino una regla general flexible, pero ahí estamos).

Debo admitir que el gráfico de la derecha me llamó la atención. Esto describe los requisitos de rendimiento computacional de los modelos de inteligencia artificial (IA) y aprendizaje automático (ML). Este gráfico fue publicado originalmente hace un par de años por OpenAI (los creadores de ChatGPT). En ese momento, dividieron las cosas en dos eras.

Durante la primera era, que comenzó con el Taller de Dartmouth en 1956 y duró hasta aproximadamente 2012, los requisitos computacionales para AI/ML siguieron aproximadamente la Ley de Moore, lo cual era conveniente. En 2012, experimentamos un punto de inflexión, después del cual los requisitos computacionales de IA/ML comenzaron a duplicarse cada 3,4 meses. La razón por la que menciono esto aquí es que la versión actualizada del gráfico que se muestra arriba indica que los requisitos computacionales ahora se duplican cada 2 meses (observe la esquina superior derecha). ¡Eeek Alors! (Y lo digo con toda sinceridad).

Un punto importante a tener en cuenta es que no sólo es importante la computación y el procesamiento de datos: también debemos preocuparnos por el ancho de banda de las comunicaciones y el movimiento de grandes cantidades de datos. Afortunadamente, la gente de Lightelligence tiene la misión de cubrirnos en cada etapa del juego, desde la computación basada en óptica en forma de su servidor oMAC, hasta la tecnología de red óptica en chip (oNOC) y su red óptica (oNET). solución.

Escalado de computación y comunicación con fotónica (Fuente: Lightelligence)

A continuación se ilustra una representación algo más corpórea de estas tecnologías. A la izquierda tenemos la computación óptica en forma de oMAC, la primera plataforma de computación fotónica totalmente integrada de Lightelligence, que se conoce más propiamente como motor de computación aritmética fotónica (PACE). El núcleo de PACE es un multiplicador de matriz óptica de 64 x 64 que puede abordar problemas NP-completos 100 veces más rápido que una solución equivalente basada en GPU.

Escalado de computación y comunicación con fotónica (Fuente: Lightelligence)

A la derecha, tenemos la comunicación óptica en forma de oNET, cuyo ancho de banda es mucho mayor que un equivalente eléctrico, al tiempo que consume una fracción de la energía y proporciona una latencia mínima.

Y, en el medio, con un pie metafórico tanto en el campo de la computación óptica como en el de la comunicación óptica, tenemos la tecnología oNOC de Lightelligence. Según el destino, es el ONOC en el que nos centraremos durante el resto de esta columna.

Como comentamos en una columna reciente: ¿Está listo para la era de los chiplets? Si desea construir un dispositivo de silicio con más de 100 mil millones de transistores, ¡los chiplets son su nuevo mejor amigo! Una cosa que realmente no había considerado hasta que escribí ese artículo fue cómo se comunicarían todos estos chiplets. Como escribí en otra columna, Los chiplets atrevidos se encuentran con los Super NoC, mucha gente está considerando extender la tecnología de red en chip (NoC) regular para crear “Super NoC” que faciliten la comunicación de muerte a muerte (D2D).

Solo para recordarnos, hay todo tipo de topologías NoC disponibles para nosotros, algunas de las cuales se ilustran a continuación.

Algunos ejemplos de topologías NoC (Fuente: Max Maxfield)

Hasta mi conversación con Mo, siempre había considerado los NoC en el contexto de las implementaciones eléctricas (eNOC). Ahora, Mo me ha abierto los ojos al concepto de realizaciones ópticas (oNOC) en las que uno o más circuitos integrados electrónicos (EIC) se montan encima de un circuito integrado fotónico (PIC), y todo se presenta al mundo exterior en el forma de sistema en paquete (SiP). Un punto clave a tener en cuenta aquí es que todas las tipologías de NoC descritas anteriormente (y más) se pueden implementar como oNOC.

Red óptica en chip (oNOC) (Fuente: Lightelligence)

Todo lo cual nos lleva a Hummingbird, que la gente de Lightelligence describe como "el primer procesador de red óptica en chip (oNOC) del mundo diseñado para cargas de trabajo de inteligencia artificial (IA) de dominio específico".

Hummingbird es el primero de lo que será una familia de productos. En este caso, hay un único EIC montado en el PIC. El EIC contiene 64 núcleos conectados mediante una red de transmisión óptica integral de baja latencia que emplea 64 transmisores y 512 receptores.

Los circuitos integrados electrónicos y fotónicos de Hummingbird están empaquetados e integrados en un factor de forma PCIe listo para su instalación en servidores estándar de la industria. Junto con el kit de desarrollo de software (SDK) Lightelligence, las cargas de trabajo de IA y ML se pueden optimizar para aprovechar al máximo oNOC. Además, oNOC y Hummingbird IP se pueden personalizar para otras cargas de trabajo y aplicaciones únicas.

El Hummingbird SiP (el dispositivo grande a la derecha del centro) que presenta un oNOC presentado en una tarjeta PCIe (Fuente: Lightelligence)

Además, desde sus inicios en 1989, HOT CHIPS ha sido conocida como una de las principales conferencias de la industria de semiconductores sobre microprocesadores de alto rendimiento y circuitos integrados relacionados. Este evento se celebra una vez al año en agosto en el centro de la capital mundial de la actividad electrónica, Silicon Valley. La razón por la que menciono esto es porque...

…Sé que tus próximas preguntas sobre Colibrí serán “¿Qué tan rápido va?” y "¿Cuánta energía consume?" Me alegra mucho que me hayas presentado estos posers. La respuesta corta es que no lo sé. La respuesta más larga es que, cuando le pregunté a Mo, dijo que mantendría esta información en secreto porque la gente de Lightelligence va a dejar boquiabiertos a todos en la conferencia HOT CHIPS de este año. Este evento de agosto está programado para realizarse del 27 al 29 de agosto de 2023, es decir, la próxima semana mientras escribo estas palabras. Todo lo que puedo decir es que si planeas asistir a HOT CHIPS tú mismo, quizás quieras usar calcetines elásticos. Ahora estoy esperando con pavor antici...

…pasión por que todo sea revelado (me encanta la escena Te veo temblar de anticipación en el Rocky Horror Picture Show). Mientras tanto, mientras esperamos que HOT CHIPS apague nuestra curiosidad, quizás le interese saber que, a principios de este año, mi colega Amelia Dalton entrevistó a Mo para un podcast de Fish Fry sobre la fotónica y el futuro de la computación óptica. ¿Y tú? ¿Tiene alguna idea que le gustaría compartir sobre cualquier cosa que haya leído aquí?