Informtica
Redação do Site Inovação Tecnológica – 07/04/2025
Esquema do chip 3D de integrao fotnico-eletrnico.
[Imagem: Stuart Daudlin et al. – 10.1038/s41566-025-01633-0]
IA com luz
Uma plataforma fotnico-eletrnica 3D alcanou eficincia energtica e densidade de largura de banda sem precedentes, abrindo o caminho para um hardware de inteligncia artificial (IA) de prxima gerao, baseado em luz.
Ningum mais questiona o potencial transformador dos sistemas de IA, mas ningum tambm ignora que a disseminao do seu uso tem sido limitada pelas ineficincias energticas e por gargalos na transferncia de dados.
O caminho mais promissor est na fotnica, fazendo tudo com luz, em vez dos hardwares atuais base de CPUs e GPUs. Antes, porm, necessrio fazer a integrao eletrnica-fotnica.
Stuart Daudlin e colegas da Universidade de Colmbia, nos EUA, desenvolveram um mtodo pioneiro que integra a fotnica com a eletrnica CMOS tradicional, redefinindo os padres da comunicao de dados de alta largura de banda e de eficincia energtica.
“Neste trabalho, apresentamos uma tecnologia capaz de transferir vastos volumes de dados com consumo de energia sem precedentes,” disse a professora Keren Bergman. “Esta inovao rompe a barreira de energia de longa data que limitou a movimentao de dados em sistemas tradicionais de computador e IA.”
Novo hardware fotnico para conexo com a eletrnica.
[Imagem: Stuart Daudlin et al. – 10.1038/s41566-025-01633-0]
Integrao fotnica-eletrnica
A demonstrao da plataforma de integrao fotnica-eletrnica contm 80 transmissores e receptores fotnicos dentro de um chip fabricado com tecnologia 3D.
O sistema apresentou uma alta largura de banda (800 Gb/s) e uma eficincia energtica excepcional, consumindo apenas 120 femtojoules por bit. Com uma densidade de largura de banda de 5,3 Tb/s/mm2, o chip excede em muito as referncias atuais.
A equipe no se esqueceu dos custos e da viabilidade tcnica, aproveitando componentes fabricados em fundies comerciais para produzir um chip que integra componentes fotnicos com circuitos eletrnicos CMOS, preparando o cenrio para sua ampla adoo pela indstria.
“Os avanos resultantes esto prontos para alcanar nveis de desempenho sem precedentes, tornando esta tecnologia uma pedra angular de futuros sistemas de computao em todas as aplicaes, desde modelos de IA em larga escala at processamento de dados em tempo real em sistemas autnomos. Alm da IA, esta abordagem tem potencial transformador para a computao de alto desempenho, telecomunicaes e sistemas de memria desagregada, sinalizando uma nova era de infraestrutura de computao de alta velocidade e eficincia energtica,” escreveu a equipe.
Artigo: 3D Photonics for Ultra-Low Energy, High Bandwidth-Density Chip Data Links
Autores: Stuart Daudlin, Anthony Rizzo, Sunwoo Lee, Devesh Khilwani, Christine Ou, Songli Wang, Asher Novick, Vignesh Gopal, Michael Cullen, Robert Parsons, Kaylx Jang, Alyosha Molnar, Keren Bergman
Revista: Nature Photonics
DOI: 10.1038/s41566-025-01633-0
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