{"id":956,"date":"2025-06-17T15:21:00","date_gmt":"2025-06-17T15:21:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.wallisemi.com\/?p=956"},"modified":"2025-09-21T05:14:06","modified_gmt":"2025-09-21T05:14:06","slug":"o-primeiro-chip-de-computacao-otica-ultra-paralela-do-mundo-bate-o-recorde-de-processamento-multiplexado-de-100-comprimentos-de-onda","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.wallisemi.com\/pt\/blog\/industry-insights\/worlds-first-ultra-parallel-optical-computing-chip-breaks-record-over-100-wavelength-multiplexed-processing-achieved\/","title":{"rendered":"O primeiro chip de computa\u00e7\u00e3o \u00f3tica ultraparalela do mundo bate o recorde: Processamento multiplexado de mais de 100 comprimentos de onda alcan\u00e7ado"},"content":{"rendered":"

Acaba de ser alcan\u00e7ado um marco inovador no dom\u00ednio da computa\u00e7\u00e3o \u00f3tica. Os investigadores do Instituto de \u00d3tica e Mec\u00e2nica Fina de Xangai (SIOM), da Academia Chinesa de Ci\u00eancias, desenvolveram com \u00eaxito o primeiro chip integrado de computa\u00e7\u00e3o \u00f3tica ultra-paralela do mundo, denominado \u201cMeteoro Um\u201d.\u201d<\/strong> Pela primeira vez, os cientistas conseguiram mais de 100 vezes o paralelismo na computa\u00e7\u00e3o fot\u00f3nica em chip, estabelecendo uma nova refer\u00eancia mundial em termos de desempenho computacional.<\/p>\n\n\n\n

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Figura \u4e28 Chip de computa\u00e7\u00e3o \u00f3tica paralela ultra-elevada - \u201cMeteor No. 1\u201d<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Este chip inovador demonstra um desempenho m\u00e1ximo te\u00f3rico de 2,560 TOPS<\/strong> a uma frequ\u00eancia de rel\u00f3gio \u00f3tica de 50 GHz - compar\u00e1vel a alguns dos mais avan\u00e7ados chips GPU da NVIDIA. Mais importante ainda, proporciona uma nova via t\u00e9cnica para escalar a pot\u00eancia de computa\u00e7\u00e3o, tirando partido das vantagens intr\u00ednsecas da fot\u00f3nica: largura de banda ultraelevada, paralelismo maci\u00e7o e baixa lat\u00eancia.<\/p>\n\n\n\n

O Dr. Peng Xie, que liderou o projeto, explicou ao DeepTech<\/em>:<\/p>\n\n\n\n

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\u201cConseguimos uma intera\u00e7\u00e3o e computa\u00e7\u00e3o de informa\u00e7\u00e3o multiplexada com mais de 100 comprimentos de onda diretamente num chip fot\u00f3nico. Isto demonstra a viabilidade do processamento paralelo de alta densidade num chip e abre uma nova dire\u00e7\u00e3o para o aumento da pot\u00eancia da computa\u00e7\u00e3o \u00f3tica.\u201d<\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n

Ultrapassar os limites dos chips electr\u00f3nicos<\/h3>\n\n\n\n

Durante d\u00e9cadas, a Lei de Moore impulsionou os avan\u00e7os na computa\u00e7\u00e3o, mas a eletr\u00f3nica baseada em sil\u00edcio est\u00e1 a aproximar-se dos seus limites f\u00edsicos. Quest\u00f5es como a dissipa\u00e7\u00e3o de calor, os efeitos qu\u00e2nticos e o aumento do consumo de energia est\u00e3o a tornar-se grandes estrangulamentos, especialmente para suportar o crescimento exponencial das cargas de trabalho de intelig\u00eancia artificial.<\/p>\n\n\n\n

A fot\u00f3nica oferece uma alternativa interessante. Ao contr\u00e1rio dos electr\u00f5es, os fot\u00f5es, enquanto bos\u00f5es, podem viajar \u00e0 velocidade da luz, transportar grandes quantidades de informa\u00e7\u00e3o em simult\u00e2neo e funcionar com lat\u00eancia e pot\u00eancia muito inferiores. Ao alargar o paralelismo atrav\u00e9s da multiplexagem por divis\u00e3o de comprimentos de onda, o chip Meteor One atinge um aumento de duas ordens de grandeza no rendimento computacional<\/strong>, assinalando uma mudan\u00e7a fundamental na forma como a futura computa\u00e7\u00e3o de elevado desempenho poder\u00e1 ser realizada.<\/p>\n\n\n\n

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Uma nova arquitetura para computa\u00e7\u00e3o \u00f3tica ultra-paralela<\/h3>\n\n\n\n

A equipa de investiga\u00e7\u00e3o resolveu o antigo \u201cestrangulamento do paralelismo\u201d concebendo uma inovadora arquitetura de computa\u00e7\u00e3o fot\u00f3nica multi-comprimento de onda. Integraram v\u00e1rios subsistemas cr\u00edticos - incluindo uma fonte \u00f3tica microcomb de solit\u00f5es desenvolvida pela pr\u00f3pria equipa (espetro >80 nm, >200 canais), chips de computa\u00e7\u00e3o \u00f3tica de banda larga reconfigur\u00e1veis e matrizes \u00f3pticas de alta precis\u00e3o com mais de 256 canais escal\u00e1veis.<\/p>\n\n\n\n

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Figura \u4e28 Arquitetura de computa\u00e7\u00e3o \u00f3tica paralela de multiplexagem de comprimentos de onda m\u00faltiplos<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Esta integra\u00e7\u00e3o ao n\u00edvel do sistema permitiu a primeira demonstra\u00e7\u00e3o mundial de um prot\u00f3tipo de Intera\u00e7\u00e3o e computa\u00e7\u00e3o fot\u00f3nica multiplexada por divis\u00e3o de comprimento de onda com >100 canais<\/strong>. Em compara\u00e7\u00e3o com a computa\u00e7\u00e3o \u00f3tica convencional de comprimento de onda \u00fanico, esta abordagem atinge um rendimento duas ordens de grandeza superior com a mesma frequ\u00eancia de chip e tamanho de matriz.<\/p>\n\n\n\n

O Dr. Xilin Han ilustrou o conceito com uma analogia:<\/p>\n\n\n\n

\n

\u201c\u00c9 como transformar uma autoestrada de uma faixa numa autoestrada que pode transportar uma centena de ve\u00edculos lado a lado, aumentando enormemente o fluxo de tr\u00e1fego sem alterar o comprimento da estrada.\u201d<\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n

Aplica\u00e7\u00f5es transformadoras em IA, centros de dados e muito mais<\/h3>\n\n\n\n

As implica\u00e7\u00f5es deste avan\u00e7o s\u00e3o de grande alcance. A computa\u00e7\u00e3o fot\u00f3nica ultra-paralela pode acelerar drasticamente as cargas de trabalho que dependem fortemente de multiplica\u00e7\u00f5es de matrizes em grande escala - tais como redes neurais profundas, intelig\u00eancia incorporada, simula\u00e7\u00f5es f\u00edsicas e processamento de imagens em tempo real.<\/p>\n\n\n\n

A sua lat\u00eancia ultra-baixa tamb\u00e9m o torna ideal para aplica\u00e7\u00f5es sens\u00edveis ao tempo com volumes de dados mais pequenos, incluindo comuta\u00e7\u00e3o de comunica\u00e7\u00f5es, IA de ponta e coordena\u00e7\u00e3o aut\u00f3noma de drones. \u00c0 medida que a procura de computa\u00e7\u00e3o de alto rendimento e com baixo consumo de energia<\/strong> continua a aumentar, os chips fot\u00f3nicos como o Meteor One poder\u00e3o tornar-se indispens\u00e1veis para os centros de dados da pr\u00f3xima gera\u00e7\u00e3o e para a infraestrutura de IA.<\/p>\n\n\n\n

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Figura \u4e28 Modelo de computa\u00e7\u00e3o \u00f3tica paralela baseado no interfer\u00f3metro Mach-Zehnder<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Ultrapassar as \u201ctr\u00eas paredes\u201d da computa\u00e7\u00e3o \u00f3tica<\/h3>\n\n\n\n

Para desbloquear todo o potencial da computa\u00e7\u00e3o fot\u00f3nica, os investigadores t\u00eam de ultrapassar tr\u00eas barreiras cr\u00edticas:<\/p>\n\n\n\n

    \n
  1. Parede da balan\u00e7a de matriz<\/strong>\u00a0- Expans\u00e3o das dimens\u00f5es da matriz dos chips fot\u00f3nicos para aumentar a densidade computacional.<\/li>\n\n\n\n
  2. Parede de frequ\u00eancia \u00f3tica<\/strong>\u00a0- For\u00e7ar frequ\u00eancias de rel\u00f3gio mais elevadas mantendo o desempenho do dispositivo.<\/li>\n\n\n\n
  3. Parede de paralelismo<\/strong>\u00a0- Explorar a multiplexagem multidimensional para maximizar o rendimento.<\/li>\n<\/ol>\n\n\n\n

    Enquanto os intervenientes globais, como a TSMC e a Caltech, conseguiram avan\u00e7os na dimens\u00e3o da matriz do chip (512\u00d7512) e na frequ\u00eancia \u00f3tica (>100 GHz), respetivamente, a inova\u00e7\u00e3o da equipa SIOM reside em resolver o estrangulamento do paralelismo.<\/strong>Isto representa a via mais pr\u00e1tica para o aumento do desempenho a curto prazo, permitindo potencialmente que a pot\u00eancia da computa\u00e7\u00e3o \u00f3tica d\u00ea um salto de 2-3 ordens de grandeza.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

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    Figura \u4e28 Consist\u00eancia espetral da computa\u00e7\u00e3o \u00f3tica paralela<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

    Uma equipa jovem e motivada que lidera a fronteira<\/h3>\n\n\n\n

    Esta conquista \u00e9 creditada \u00e0 equipa do SIOM Grupo de Fot\u00f3nica e Computa\u00e7\u00e3o \u00d3tica<\/strong>, A equipa de investiga\u00e7\u00e3o da empresa, liderada pelo Dr. Peng Xie, que anteriormente realizou investiga\u00e7\u00e3o no MIT, em Oxford e na Universidade Tecnol\u00f3gica de Nanyang, antes de regressar \u00e0 China. A equipa, com uma m\u00e9dia de idades de apenas 28 anos, re\u00fane conhecimentos especializados em \u00f3tica, eletr\u00f3nica, matem\u00e1tica e IA para impulsionar a inova\u00e7\u00e3o r\u00e1pida.<\/p>\n\n\n\n

    Nomeadamente, todos os componentes principais do sistema - incluindo fontes de luz, chips de intera\u00e7\u00e3o, chips de computa\u00e7\u00e3o, placas de controladores e algoritmos - foram desenvolvidos internamente. Esta autonomia de ponta a ponta n\u00e3o s\u00f3 assegura a total controlabilidade t\u00e9cnica, como tamb\u00e9m real\u00e7a a for\u00e7a organizacional do modelo de investiga\u00e7\u00e3o coordenada do CAS.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

    Olhando para o futuro: Rumo a uma nova era de supercomputa\u00e7\u00e3o fot\u00f3nica<\/h3>\n\n\n\n

    O prot\u00f3tipo Meteor One marca um primeiro passo crucial para a constru\u00e7\u00e3o de um ecossistema completo de computa\u00e7\u00e3o fot\u00f3nica. A equipa est\u00e1 agora concentrada em traduzir as vantagens fot\u00f3nicas em ganhos computacionais reais, aumentando continuamente o tamanho da matriz, a frequ\u00eancia e o paralelismo.<\/p>\n\n\n\n

    A longo prazo, os investigadores pretendem integrar a computa\u00e7\u00e3o \u00f3tica com arquitecturas de redes neuronais, abrindo caminho para supercomputadores fot\u00f3nicos<\/strong> capaz de lidar com IA, grandes volumes de dados e simula\u00e7\u00f5es cient\u00edficas complexas com uma efici\u00eancia sem precedentes. Com um potencial te\u00f3rico superior a 5.000 POPS<\/strong> (equivalente \u00e0 pot\u00eancia combinada de 1000 GPUs de topo de gama), a computa\u00e7\u00e3o fot\u00f3nica poder\u00e1 em breve surgir como uma alternativa revolucion\u00e1ria aos chips electr\u00f3nicos na era p\u00f3s Lei de Moore.<\/p>\n\n\n\n

    Numa altura em que a procura global de computadores dispara, a estreia do Meteor One assinala n\u00e3o s\u00f3 um avan\u00e7o tecnol\u00f3gico, mas tamb\u00e9m o in\u00edcio de um novo paradigma.um futuro em que a luz, e n\u00e3o os electr\u00f5es, se torna o motor da intelig\u00eancia.<\/strong><\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

    A groundbreaking milestone has just been reached in the field of optical computing. Researchers from the Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics (SIOM), Chinese Academy of Sciences, have successfully developed the world\u2019s first ultra-parallel optical computing integrated chip, named \u201cMeteor One.\u201d For the first time, scientists have achieved over 100-fold parallelism in on-chip photonic computing, setting […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":954,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"categories":[30,31],"tags":[35],"class_list":["post-956","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-industry-insights","category-blog","tag-jason-chen"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.wallisemi.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/956","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.wallisemi.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.wallisemi.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.wallisemi.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.wallisemi.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=956"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.wallisemi.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/956\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":957,"href":"https:\/\/www.wallisemi.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/956\/revisions\/957"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.wallisemi.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/media\/954"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.wallisemi.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=956"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.wallisemi.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=956"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.wallisemi.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=956"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}