Na área de treinamento de IA, a interconexão entre GPUs e outros chips é crucial para a transferência de dados, mas a largura de banda dessas interconexões limita o desempenho do treinamento de IA. Uma pesquisa de 2022 mostrou que os desenvolvedores de IA geralmente conseguem utilizar apenas 25% da capacidade da GPU.
Vivek Raghunathan, CEO e cofundador da Xscape Photonics, propõe uma possível solução: adotar novas tecnologias de interconexão com maior largura de banda, com tecnologia central em fotônica de silício, um material à base de silício que manipula a luz para transmitir dados.
Localizada em Santa Clara, no coração do Vale do Silício, a Xscape Photonics teve sua origem em um laboratório da Universidade de Columbia, onde três professores inventaram uma tecnologia que, segundo eles, poderia usar a luz para transmitir grandes quantidades de dados. Em 2022, eles recrutaram Raghunathan e Yoshitomo Okawachi (um engenheiro a laser e colaborador de longa data de Gaeta), levando a Xscape do laboratório para o mercado. Raghunathan ajudou a Broadcom a criar uma equipe de fotônica de silício e foi gerente de produtos de fotônica de silício na Intel.
Nota da imagem: Imagem gerada por IA, fornecida pela Midjourney.
As tecnologias de interconexão tradicionais são compostas por fios de metal que transmitem dados por meio de sinais elétricos. Essas interconexões metálicas exigem muita energia, geram muito calor e são limitadas em largura de banda pela condutividade de seu meio. Entre os componentes de ligação de fibra óptica em um data center, os dados elétricos da interconexão precisam ser convertidos em sinais ópticos e vice-versa, introduzindo atrasos.
Em contraste, a tecnologia de fotônica de silício da Xscape consome pouquíssima energia e gera calor insignificante. Raghunathan afirma que, no passado, a comunicação óptica era usada principalmente em sistemas de fibra óptica de longa distância, mas os avanços tecnológicos recentes tornaram possível a integração de chips fotônicos, levando as interfaces ópticas do plano eletrônico para o plano óptico dentro do chip.
O primeiro produto da Xscape é um laser programável que alimenta as interconexões de fibra óptica em data centers, especificamente as ligações entre GPUs, chips de IA e hardware de memória. Raghunathan afirma que o laser pode transmitir vários fluxos de dados no mesmo link usando diferentes cores (ou seja, comprimentos de onda) de luz sem interferência.
Os desafios da Xscape são os mesmos da maioria das startups de hardware: fabricar e vender produtos em larga escala. Em comparação com concorrentes de fotônica como Ayar Labs e Celestial AI, o laser da Xscape pode ser fabricado nas mesmas instalações usadas para fabricar microeletrônicos para telefones celulares e laptops.
A Xscape afirma estar em contato ativo com 10 clientes potenciais, que vão de fornecedores a operadores de data centers em hiperescala, e recebeu financiamento da Cisco e da Nvidia, cujos braços de capital de risco participaram da recente rodada de financiamento Série A de US$ 44 milhões da Xscape. Esses investimentos não são estratégicos, o que significa que essas empresas não são clientes atualmente. Mas Raghunathan observa que a Cisco é uma das maiores vendedoras de componentes de rede óptica do mundo.
A mais recente rodada de financiamento foi liderada pela IAG Capital Partners, elevando o financiamento total da empresa para US$ 57 milhões. Raghunathan afirma que os fundos serão usados para expandir a equipe de 24 pessoas da Xscape e aumentar a produção de seus lasers e tecnologias fotônicas relacionadas.
A Xscape certamente enfrenta uma tarefa difícil. Além da Ayar e da Celestial, a empresa também compete com a Intel no mercado de fotônica de silício de bilhões de dólares. A Intel afirma ter enviado mais de 8 bilhões de chips fotônicos e 3,2 milhões de lasers on-chip desde 2016.