Kepler Computing Recebe US$468 Milhões para Solucionar Escassez de Memória de IA

A Kepler Computing, uma startup de San Jose, Califórnia, que operou em sigilo por mais de sete anos, revelou seu plano para redesenhar a arquitetura de memória de computador e acredita que sua nova abordagem pode aliviar a escassez global de chips de memória. A empresa já arrecadou US$ 468 milhões em financiamento, com o Departamento de Comércio dos EUA comprometendo-se a fornecer até US$ 245 milhões adicionais para o desenvolvimento de sua tecnologia de memória de IA.

Fundada em 2018 por uma equipe de físicos e cientistas da computação, a Kepler Computing afirma ter desenvolvido uma nova arquitetura para memória de alta largura de banda (HBM), que ataca diretamente os gargalos de fornecimento de chips que atualmente limitam o mercado de computação. Enquanto fabricantes de chips tipicamente dependem da dispendiosa litografia ultravioleta extrema (EUV) para encolher transistores, a Kepler alega que sua abordagem de "empilhamento 3D" e um novo material proprietário permitem aumentar a densidade sem depender de EUV, podendo ser integrada em fábricas de semicondutores existentes.

Tecnologia Inovadora e Investimentos Milionários

A startup fez avanços semelhantes para a memória cache de alta velocidade, conhecida como SRAM, usada em CPUs, GPUs e XPUs, que reside dentro do núcleo de um chip para reduzir o tempo de transferência de dados. A HBM, por sua vez, utiliza pilhas de DRAM, um componente de memória separado. A Kepler está desenvolvendo SRAM e HBM em paralelo, impulsionada pela explosão da demanda por alternativas de HBM após o lançamento do ChatGPT em 2022, conforme destacou Debo Olaosebikan, cofundador e CEO da Kepler Computing, em entrevista à Wired AI.

Os US$ 468 milhões em financiamento foram obtidos de investidores de peso, incluindo GlobalFoundries, Intel Capital, AMD Ventures, o fundo de investimento britânico Baillie Gifford e Bill Gates, através de seu fundo privado Gates Frontier. Em julho, o Departamento de Comércio dos EUA reforçou o apoio com o compromisso de até US$ 245 milhões para desenvolver uma nova classe de tecnologia de memória de IA de alto desempenho nos EUA, impulsionada por tecnologias inovadoras 3D e ferroelétricas.

"Não pensamos que seria um substituto para DRAM ou um substituto para SRAM. Imaginamos que o mercado ditaria isso, e agora você está vendo uma demanda por ambos."
- Srini Ananth, diretor administrativo da Intel Capital

Atualmente, grande parte dos testes da Kepler está ocorrendo em Singapura, onde a GlobalFoundries, parceira de fabricação e investidora de US$ 50 milhões, possui uma instalação. Nos últimos dois anos, a Kepler tem construído o que chama de "mini fabs", produzindo seus chips de memória em conjunto com os chips de 28 nanômetros da GlobalFoundries.

Desafios da Produção em Escala e Futuro

A proposta central da Kepler é que o mercado de computação acelerada não precise esperar pela construção de novas e caríssimas fábricas de memória para atender à demanda. Em vez disso, novas abordagens para construir memória dentro de fábricas existentes podem aumentar a oferta. A abordagem da empresa é dupla: para melhorar a HBM, desenvolveram uma técnica de fabricação 3D que acomoda mais chips de memória em um espaço fixo. Para a SRAM, melhoraram a densidade usando ferroelétricos e um novo material compósito de baixa voltagem. Sasi Manipatruni, cofundador e CTO da Kepler, revelou que a equipe passou por 35 iterações de compósitos antes de encontrar um material que tornaria os chips de memória mais fáceis e baratos de produzir.

"A abordagem da Kepler está no ponto ideal de nossa estratégia. É um novo sistema de materiais, com potencial de escalabilidade multigeração, sem ter que construir sistemas inteiramente novos na fábrica ou investir em equipamentos de litografia muito caros."
- Ed Kaste, vice-presidente sênior de negócios CMOS da GlobalFoundries

Apesar dos avanços, a Kepler Computing ainda tem um longo caminho até a produção em larga escala. A empresa testou sua tecnologia em cerca de 2.000 wafers e planeja enviar suas primeiras amostras de chips HBM ainda este ano, aumentar a produção em Singapura no próximo ano e iniciar a produção de chips nos EUA em 2028.

Um dos desafios, conforme apontado por Kaste, é a inclusão de ferro no material compósito da Kepler, um contaminante difícil de introduzir em uma instalação de produção. Isso exige que a solução da Kepler seja executada em equipamentos dedicados ou totalmente encapsulada. Debo Olaosebikan não confirmou os elementos específicos do material compósito, mas afirmou que utilizam um pequeno número de materiais, alguns dos quais não são encontrados em ferroelétricos convencionais.

"A questão é como superar todas as limitações de contaminação, diferentes materiais e diferentes ferramentas, de forma que a inovação resultante possa ser usada em escala e valha o custo."
- Austin Lyons, analista de chips da Creative Strategies

A capacidade de provar um novo método para memória é uma coisa; atender à demanda histórica por ela será outra completamente diferente. A Kepler está apostando que os custos adicionais de novos materiais ou reequipamento de fábricas existentes serão muito menores do que os US$ 20 bilhões a US$ 40 bilhões necessários para construir novas fábricas.