Die GPUs und anderen Chips, die zum Trainieren der KI verwendet werden, kommunizieren innerhalb von Rechenzentren über „Verbindungen“ miteinander. Diese Verbindungen verfügen jedoch über eine begrenzte Bandbreite, was die Leistung des KI-Trainings einschränkt. Ein 2022 Umfrage fanden heraus, dass KI-Entwickler normalerweise Schwierigkeiten haben, mehr als 25 % der Kapazität einer GPU zu nutzen.
Eine Lösung könnten laut Vivek Raghunathan, dem CEO und Mitbegründer des Startups, neue Verbindungen mit viel höherer Bandbreite sein Xscape Photonik. Das Geheimnis liegt seiner Meinung nach in der Siliziumphotonik: einem auf Silizium basierenden Material, das Licht manipuliert, um Daten zu übertragen.
„Xscape hat eine Plattform geschaffen, die verschiedene Computerelemente auf nachhaltige Weise verbindet und gleichzeitig die höchstmögliche Leistung bietet“, sagte Raghunathan in einem Interview mit Tech. „Der Kern der Skalierung dieser Plattform basiert auf energieeffizienten, kostengünstigen Systemen, die es in der Branche noch nicht gibt.“
Xscape hat seinen Sitz in Santa Clara im Herzen des Silicon Valley, hat seine Wurzeln aber in einem Labor der Columbia University, wo drei Professoren – Alexander Gaeta, Keren Bergman und Michal Lipson – eine Technik erfanden, von der sie glaubten, dass sie zur Übertragung von Terabytes an Daten verwendet werden könnte über Licht.
Das Trio gründete Xscape im Jahr 2022, nachdem es Raghunathan und Yoshitomo Okawachi, einen Laseringenieur und langjährigen Kollegen von Gaeta, rekrutiert hatte. Raghunathan kam über Broadcom, wo er an der Gründung des Silizium-Photonik-Teams mitwirkte, und über Intel, wo er Manager für die Silizium-Photonik-Produkte des Unternehmens war.
Herkömmliche Verbindungen bestehen aus Metalldrähten, die Daten in Form elektrischer Signale übertragen.
Metallbasierte Verbindungen benötigen viel Strom – und erzeugen viel Wärme. Ihre Bandbreite ist durch die Leitfähigkeit ihres Mediums begrenzt. Und in Rechenzentren mit Glasfaserverbindungen zwischen Komponenten müssen die elektrischen Daten der Verbindungen in optische Daten und wieder zurück umgewandelt werden, was zu Latenzzeiten führt.
Im Gegensatz dazu verbrauchen Silizium-Photonikgeräte wie die von Xscape nur minimal Strom und erzeugen vernachlässigbare Wärme.
„In der Vergangenheit haben wir optische Kommunikation hauptsächlich für Langstrecken-Glasfasersysteme genutzt“, sagte Raghunathan. „Aber jüngste Fortschritte ermöglichen die Integration von Optiken auf dem Chip – in Form von Siliziumphotonik – und bringen die optische Schnittstelle von der elektronischen Ebene zur optischen Ebene bis hin zum Chip.“
Das erste Produkt von Xscape ist ein programmierbarer Laser zur Stromversorgung von Glasfaserverbindungen in Rechenzentren, insbesondere den Verbindungen zwischen GPUs, KI-Chips und Speicherhardware. Laut Raghunathan kann der Laser verschiedene Lichtfarben (d. h. Wellenlängen) nutzen, um mehrere Datenströme über dieselbe Verbindung störungsfrei zu übertragen.
„Dicht gepackte elektrische Systeme neigen dazu, Übersprechen, Interferenzen und andere Probleme zu erzeugen“, sagte er. „Im optischen Bereich können Daten jedoch auf unterschiedliche Farben, Wellenlängen oder Kanäle moduliert werden und sich alle innerhalb desselben Drahtes oder derselben Faser gemeinsam ausbreiten – und sich nicht gegenseitig stören.“
Unter der Annahme, dass die Technologie wie beworben funktioniert, steht Xscape vor der gleichen Herausforderung wie die meisten Hardware-Startups: seine Produkte in großem Maßstab herzustellen und zu verkaufen. In einem möglichen Vorsprung gegenüber Photonik-Konkurrenten wie Ayar Labs und Celestial AI können die Laser von Xscape mit denselben Anlagen hergestellt werden, die auch für die Mikroelektronik in Telefonen und Laptops verwendet werden.
Der Laser der ersten Generation kann nur zwischen 4 und 16 Farben emittieren. Allerdings plant Xscape bereits verbesserte Versionen, die bis zu 128 ausgeben können.
Xscape gibt an, dass es „aktiv mit zehn Kunden für potenzielle Implementierungen zusammenarbeitet“, von Anbietern bis hin zu Hyperscalern – und dass es sich die Finanzierung von Cisco und Nvidia gesichert hat, deren Venture-Armee in die jüngste Serie-A-Runde über 44 Millionen US-Dollar investiert haben. Die Investitionen sind nicht strategisch, das heißt, die Unternehmen sind derzeit keine Kunden. Raghunathan weist jedoch darauf hin, dass Cisco einer der größten Anbieter optischer Netzwerkkomponenten weltweit ist.
„Dies spiegelt das Vertrauen von Cisco und Nvidia in den Wert wider, den wir diesem Ökosystem verleihen“, sagte Raghunathan.
Die jüngste Finanzierungsrunde wurde von IAG Capital Partners geleitet und brachte die Gesamteinnahme des Unternehmens auf 57 Millionen US-Dollar. Raghunathan sagt, dass der Erlös in die Erweiterung des 24-köpfigen Xscape-Teams und die Ausweitung der Herstellung seiner Laser und der zugehörigen Photoniktechnologie fließen wird.
„Die Finanzierung wird es Xscape ermöglichen, die Grenzen unserer Plattform zu erweitern und sie mit Simulations-, Hochleistungsrechner- und KI-Software zu integrieren, um Kunden in allen Branchen dabei zu helfen, ihre Innovationen auf ein neues Niveau zu bringen“, sagte Raghunathan.
Xscape hat sicherlich einiges zu bieten. Neben Ayar und Celestial konkurriert das Unternehmen auch mit Intel mehrere Milliarden Dollar Silizium-Photonik-Markt. Intel Ansprüche seit 2016 über 8 Milliarden Photonik-Chips und 3,2 Millionen On-Chip-Laser ausgeliefert zu haben.