Chip design é o ponto de partida para uma revolução no desempenho das CPUs, e a startup finlandesa Flow Computing está na vanguarda dessa transformação.
A empresa promete aumentar o desempenho das CPUs em até 100 vezes com seu chip inovador, o Parallel Processing Unit (PPU).
Essa tecnologia emergente é fruto de pesquisas realizadas na VTT, uma organização de pesquisa financiada pelo estado da Finlândia, da qual a Flow Computing é um spinout.
Com essa promessa audaciosa, a Flow Computing visa atender à crescente demanda por poder de computação, especialmente no campo da aceleração de IA.
O Desafio do Desempenho das CPUs
As Unidades Centrais de Processamento (CPUs) evoluíram significativamente desde os primeiros dias dos tubos de vácuo e cartões perfurados. No entanto, em alguns aspectos fundamentais, elas ainda operam da mesma maneira. A principal limitação das CPUs é que, como processadores seriais em vez de paralelos, elas só podem executar uma tarefa por vez. Embora possam alternar entre tarefas bilhões de vezes por segundo em múltiplos núcleos e caminhos, essas são apenas maneiras de acomodar a natureza de pista única da CPU.
O cofundador e CEO da Flow, Timo Valtonen, destaca que a CPU é o elo mais fraco na computação. Mesmo com a responsividade em nível de nanossegundos, há um desperdício tremendo na execução das instruções devido à limitação básica de que uma tarefa precisa ser concluída antes que a próxima comece. A Flow afirma ter removido essa limitação, transformando a CPU de uma rua de mão única em uma rodovia de múltiplas pistas.
O PPU da Flow realiza uma gestão de tráfego em escala de nanossegundos no chip, movendo tarefas para dentro e fora do processador mais rapidamente do que era possível anteriormente. Isso não aumenta a frequência do clock nem empurra o sistema de maneiras que levariam a mais calor ou consumo de energia. Em vez disso, utiliza mais eficientemente os ciclos da CPU que já estão ocorrendo.
Como Funciona o Parallel Processing Unit
Pense na CPU como um chef trabalhando em uma cozinha. O chef só pode trabalhar tão rápido, mas e se ele tivesse um assistente super-humano trocando facas e ferramentas, limpando a comida preparada e colocando novos ingredientes, removendo todas as tarefas que não são realmente do chef? O chef ainda só tem duas mãos, mas agora pode trabalhar dez vezes mais rápido. Essa é a analogia que a Flow usa para explicar o que o PPU faz.
O PPU não aumenta a frequência do clock nem empurra o sistema de maneiras que levariam a mais calor ou consumo de energia. Em vez disso, utiliza mais eficientemente os ciclos da CPU que já estão ocorrendo. A grande conquista da Flow não é a gestão de tráfego em alta velocidade, mas sim fazer isso sem precisar modificar nenhum código em qualquer CPU ou arquitetura testada.
Isso significa que o código arbitrário pode ser executado duas vezes mais rápido em qualquer chip, sem modificação além de integrar o PPU ao chip. No entanto, o desafio principal para o sucesso da Flow como negócio é que sua tecnologia precisa ser incluída no nível de design do chip, o que significa que não funciona retroativamente. O primeiro chip com um PPU estaria, necessariamente, a um bom tempo de distância.
Impacto no Mercado de Aceleração de IA
O mercado de aceleração de IA é atualmente o maior alvo, com silício especial como o popular H100 da Nvidia. Embora uma CPU acelerada por PPU leve a ganhos em todos os setores, os fabricantes de chips podem não querer mexer muito no barco. Há também a questão de saber se essas empresas estão dispostas a investir recursos significativos em uma tecnologia amplamente não comprovada, quando provavelmente têm um plano de cinco anos que seria perturbado por essa escolha.
Os ganhos de desempenho adicionais vêm da refatoração e recompilação de software para funcionar melhor com a combinação PPU-CPU. A Flow afirma ter visto aumentos de até 100 vezes com código modificado (embora não necessariamente totalmente reescrito) para tirar proveito de sua tecnologia. A empresa está trabalhando em ferramentas de recompilação para simplificar essa tarefa para os desenvolvedores de software que desejam otimizar para chips habilitados para Flow.
Analistas como Kevin Krewell, da Tirias Research, que foi informado sobre a tecnologia da Flow, estão mais preocupados com a adoção pela indústria do que com os fundamentos. Ele aponta que a aceleração de IA é o maior mercado no momento, algo que pode ser direcionado com silício especial como o H100 da Nvidia. Embora uma CPU acelerada por PPU leve a ganhos em todos os setores, os fabricantes de chips podem não querer mexer muito no barco.
O Futuro da Flow Computing
A Flow Computing está emergindo do modo stealth com €4 milhões (cerca de $4,3 milhões) em financiamento pré-seed liderado pela Butterfly Ventures, com participação da FOV Ventures, Sarsia, Stephen Industries, Superhero Capital e Business Finland. A escala desses ganhos e o fato de que as melhorias nas CPUs têm sido iterativas e fracionárias nos últimos anos podem fazer com que os fabricantes de chips batam à porta da Flow com urgência.
Se a Flow realmente conseguir dobrar o desempenho em uma geração com uma mudança de layout, isso é uma decisão fácil. No entanto, o futuro da empresa depende de seus clientes. Será que a tecnologia da Flow se tornará um componente indispensável para todos os fabricantes de chips, catapultando-a para a fortuna e proeminência? Ou os fabricantes de chips, preocupados com os custos, decidirão manter o curso e continuar extraindo renda do mercado de computação em crescimento constante? Provavelmente, a resposta está em algum lugar no meio.
Por fim, a trajetória da Flow Computing ilustra uma nova era de inovação no design de chips. Se eles conseguirem entregar o desempenho prometido, a indústria de computadores poderá ver um salto significativo na eficiência e poder de processamento. De qualquer forma, o que a Flow está tentando alcançar é um testemunho da constante evolução e ousadia no mundo da engenharia de silício.
Créditos: publicai.com.br