比GPU快數(shù)百倍！曦智科技發(fā)布最新光子計算處理器PACE

　　近日，由沈亦晨博士創(chuàng)辦的公司曦智科技（Lightelligence）于12月16日發(fā)布了其最新光子計算處理器——PACE (Photonic Arithmetic Computing Engine，光子計算引擎) 。這款處理器單個光子芯片中集成超過 1 萬個光子器件，運(yùn)行 1GHz 系統(tǒng)時鐘，運(yùn)行單一計算問題的速度可達(dá)目前高端 GPU（RTX 3080）的數(shù)百倍。

　　官方表示，傳統(tǒng)的電子芯片只能通過增大面積與功耗來完成更多的計算，已逐漸無法滿足日益增長的數(shù)據(jù)處理與節(jié)能要求。用光代替電解決部分計算成為了突破現(xiàn)有瓶頸的有效途徑，光子芯片憑借高通量、低延時、低功耗等特點(diǎn)，或?qū)碛懈鼜V闊的市場發(fā)展空間。

　　PACE 處理器通過重復(fù)矩陣乘法和巧妙利用受控噪聲組成的緊密回環(huán)來實(shí)現(xiàn)低延遲，從而生成了伊辛問題（Ising）和最大割 / 最小割問題（Max-cut / Min-cut）的高質(zhì)量解決方案。

　　這款芯片包含 64x64 的光學(xué)矩陣，核心部分由一塊集成硅光芯片和一塊 CMOS 微電子芯片以 3D 封裝形式堆疊而成。

　　對于每個光學(xué)矩陣乘法，輸入向量值首先從片上存儲中提取，由數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為模擬值，通過電子芯片和光子芯片之間的微凸點(diǎn)應(yīng)用于相應(yīng)的光調(diào)制器，形成輸入光矢量。接著，輸入光矢量通過光矩陣傳播，產(chǎn)生輸出光矢量，并達(dá)到一組光電探測器陣列，從而將光強(qiáng)轉(zhuǎn)換為電流信號。最后，電信號通過微凸點(diǎn)返回到電子芯片，通過跨阻放大器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器返回數(shù)字域。測試顯示，PACE 在某些項目的運(yùn)算速度，是英偉達(dá) RTX 3080 顯卡的 350 倍。

　　曦智科技創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官沈亦晨博士表示：“PACE 的發(fā)布具有里程碑式的意義：它成功驗證了光子計算的優(yōu)越性，為集成電路產(chǎn)業(yè)提供了新的發(fā)展路徑。此外，它還充分展示了光子芯片與傳統(tǒng)電子芯片無縫協(xié)同的運(yùn)作方式，而這一切要?dú)w功于曦智科技光電封裝團(tuán)隊的 3D 封裝創(chuàng)新。”

　　據(jù)了解，PACE 處理器的另一重要技術(shù)是光互聯(lián)技術(shù)。曦智科技的這項技術(shù)可以應(yīng)用于多種傳輸介質(zhì)，包括光纜、芯片、中階層和晶圓層面集成的波導(dǎo)，能夠?qū)崿F(xiàn)高通量、低時延和高能效的數(shù)據(jù)傳輸和互聯(lián)。

　　曦智科技于 2017 年成立，此前沈亦晨博士以第一作者身份在《自然–光子》期刊發(fā)表封面論文，首次將集成光子計算的新起點(diǎn)展示在世人面前。2019 年，曦智科技發(fā)布了全球首款光子芯片原型板卡。目前，曦智科技目前在全球擁有近 200 名全職員工，研發(fā)人員比例超過 80%，累計融資超過十億人民幣。