China presenta un revolucionario procesador óptico: 2560 TOPS a 50 GHz

Científicos del Instituto de Óptica y Mecánica de Precisión de Shanghái, perteneciente a la Academia China de Ciencias, han anunciado la creación del primer procesador óptico del mundo para cálculos ultraparalelos. El rendimiento teórico del chip alcanza los 2560 teraoperaciones por segundo (TOPS) con una frecuencia de reloj óptica de 50 GHz, uno de los índices más altos del sector.

Arquitectura única: 100 canales de luz paralelos

A diferencia de los procesadores ópticos tradicionales, que funcionan en una sola longitud de onda, el desarrollo chino utiliza más de cien canales ópticos paralelos. El rayo láser se divide mediante resonadores anulares compactos (microretículas solitónicas) en múltiples «dientes» espectrales, cada uno de los cuales transmite su propio flujo de bits. Todos los canales pasan a través de un circuito integrado cuyo tamaño es comparable al de una uña.

Según el director del proyecto, Se Pen, es precisamente esta tecnología la que ha permitido mantener el tamaño miniaturizado del chip con un aumento drástico de la capacidad de transmisión y la frecuencia de reloj.

Una de las características clave del enfoque óptico es la ausencia de calentamiento resistivo, típico de los circuitos electrónicos. Gracias a ello, los canales paralelos pueden situarse más cerca unos de otros, lo que reduce las pérdidas de energía y los riesgos de sobrecalentamiento local. Los desarrolladores afirman que han logrado alcanzar un ancho de banda de más de 40 nm y bajas pérdidas de energía con una reconfigurabilidad total del enrutamiento de señales.

Nuevos horizontes para la inteligencia artificial

La estructura multibanda del chip lo hace especialmente prometedor para acelerar el funcionamiento de las redes neuronales. Los modelos de IA que realizan enormes conjuntos de operaciones del mismo tipo se adaptan fácilmente a la arquitectura del chip, lo que les permite funcionar de forma más rápida y eficiente energéticamente que con los procesadores gráficos tradicionales.

Además, la baja latencia de la señal hace que el procesador sea la solución ideal para tareas en tiempo real, desde el comercio de alta frecuencia hasta el control de enjambres de drones y dispositivos periféricos inteligentes.

Implementación energéticamente eficiente de cálculos de IA en condiciones de alta paralelización

Además de la inteligencia artificial, el nuevo procesador óptico puede utilizarse en tareas que requieren muchos recursos, como la visualización médica, la modelización científica y el procesamiento de señales. Los investigadores subrayan que la tecnología abre el camino a nuevas clases de cálculos, antes imposibles debido a las limitaciones térmicas y energéticas de los circuitos electrónicos tradicionales.