Im Bereich des AI-Trainings ist die Kommunikation zwischen GPUs und anderen Chips (Interconnects) für die Datenübertragung entscheidend. Die begrenzte Bandbreite dieser Verbindungen schränkt jedoch die Leistung des AI-Trainings ein. Eine Studie aus dem Jahr 2022 ergab, dass AI-Entwickler in der Regel nur 25 % der GPU-Kapazität nutzen können.
Vivek Raghunathan, CEO und Mitbegründer von Xscape Photonics, schlägt eine mögliche Lösung vor: die Verwendung neuer Interconnect-Technologien mit höherer Bandbreite. Die Kerntechnologie ist die Siliziumphotonik, ein siliziumbasiertes Material, das Daten durch Lichtmanipulation überträgt.
Xscape Photonics, mit Sitz im Herzen des Silicon Valley in Santa Clara, hat seine Wurzeln in einem Labor der Columbia University. Dort entwickelten drei Professoren eine Technologie, von der sie glaubten, dass sie enorme Datenmengen über Licht übertragen könne. 2022 holten sie Raghunathan und Yoshitomo Okawachi (einen Lasertechniker und langjährigen Kollegen von Gaeta) ins Team und brachten Xscape vom Labor auf den Markt. Raghunathan hatte zuvor beim Aufbau des Siliziumphotonik-Teams bei Broadcom mitgewirkt und war bei Intel als Manager für Siliziumphotonik-Produkte tätig.
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Traditionelle Interconnect-Technologien bestehen aus Metalldrähten, die Daten über elektrische Signale übertragen. Diese Metallverbindungen benötigen viel Strom, erzeugen viel Wärme und sind durch die Leitfähigkeit ihres Mediums in der Bandbreite begrenzt. Zwischen den Glasfaser-Verbindungskomponenten in Rechenzentren müssen die elektrischen Daten in optische Signale umgewandelt und wieder zurück umgewandelt werden, was zu Verzögerungen führt.
Im Gegensatz dazu verbraucht die Siliziumphotonik-Technologie von Xscape sehr wenig Strom und erzeugt vernachlässigbare Wärme. Raghunathan erklärt, dass die optische Kommunikation früher hauptsächlich für Langstrecken-Glasfasersysteme verwendet wurde, aber jüngste technologische Fortschritte die Integration von Photonik-Chips ermöglichen und die optischen Schnittstellen von der elektronischen Ebene auf die optische Ebene innerhalb des Chips verlagern.
Das erste Produkt von Xscape ist ein programmierbarer Laser, der Glasfaser-Verbindungen in Rechenzentren antreibt, insbesondere die Verbindungen zwischen GPUs, AI-Chips und Speicherhardware. Raghunathan behauptet, dass der Laser mehrere Datenströme über dieselbe Verbindung mit verschiedenen Farben (d. h. Wellenlängen) des Lichts übertragen kann, ohne dass es zu Interferenzen kommt.
Die Herausforderungen für Xscape sind die gleichen wie für die meisten Hardware-Startups: die Massenproduktion und der Vertrieb der Produkte. Im Vergleich zu photonischen Wettbewerbern wie Ayar Labs und Celestial AI kann Xscape seine Laser in denselben Anlagen herstellen, die auch zur Herstellung von Mikroelektronik für Handys und Laptops verwendet werden.
Xscape gibt an, dass das Unternehmen mit 10 potenziellen Kunden in Kontakt steht, die von Zulieferern bis hin zu Hyperscale-Rechenzentrumsbetreibern reichen. Das Unternehmen hat bereits Finanzmittel von Cisco und Nvidia erhalten, deren Venture-Capital-Abteilungen an der jüngsten Serie-A-Finanzierungsrunde von 44 Millionen US-Dollar beteiligt waren. Diese Investitionen sind nicht strategischer Natur, was bedeutet, dass diese Unternehmen derzeit keine Kunden sind. Raghunathan weist jedoch darauf hin, dass Cisco einer der weltweit größten Anbieter von optischen Netzwerkkomponenten ist.
Die jüngste Finanzierungsrunde wurde von IAG Capital Partners angeführt und erhöht das Gesamtfinanzierungsvolumen des Unternehmens auf 57 Millionen US-Dollar. Raghunathan erklärt, dass die Mittel für den Ausbau des 24-köpfigen Teams von Xscape und die Steigerung der Produktionskapazität seiner Laser und der zugehörigen Photonik-Technologie verwendet werden sollen.
Xscape steht zweifellos vor einer schwierigen Aufgabe. Neben Ayar und Celestial konkurriert das Unternehmen mit Intel um den Milliardenmarkt für Siliziumphotonik. Intel behauptet, seit 2016 über 8 Milliarden Photonik-Chips und 3,2 Millionen On-Chip-Laser ausgeliefert zu haben.