來自美國哥倫比亞大學(xué)和康奈爾大學(xué)等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家,深度融合光子技術(shù)與先進(jìn)的互補金屬氧化物半導(dǎo)體電子技術(shù),攜手研制出一款新型三維光電子芯片。這款芯片實現(xiàn)了前所未有的數(shù)據(jù)傳輸能效及帶寬密度,為研發(fā)下一代人工智能(AI)硬件奠定了堅實基礎(chǔ)。相關(guān)研究論文發(fā)表于新一期《自然·光子學(xué)》雜志。
研究團(tuán)隊最新研制的這款三維芯片面積僅0.3平方毫米,其上集成了80個高密度的光子發(fā)射器和接收器,能提供800吉字節(jié)/秒的超高數(shù)據(jù)傳輸帶寬以及每傳輸1比特數(shù)據(jù)僅消耗120飛焦耳的卓越能效。
同時,新芯片的帶寬密度為5.3太字節(jié)/秒/平方毫米,遠(yuǎn)超現(xiàn)有基準(zhǔn)。而且,最新芯片的設(shè)計架構(gòu)也與現(xiàn)有半導(dǎo)體產(chǎn)線高度兼容,有望實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。
光作為一種通信媒介,能以最小的能量損失傳輸大量數(shù)據(jù)。這一特性不僅引發(fā)了基于光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)的互聯(lián)網(wǎng)革命,也有可能顯著擴(kuò)展計算能力。如果計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的各個節(jié)點之間能夠?qū)崿F(xiàn)更高效的數(shù)據(jù)通信,AI技術(shù)發(fā)展的面貌有望煥然一新。
最新芯片集成了光子技術(shù),這種超節(jié)能、高帶寬的數(shù)據(jù)通信鏈路,有望消除空間上不同計算節(jié)點之間的帶寬瓶頸,促進(jìn)下一代AI計算硬件的研發(fā),為實現(xiàn)更快、更高效的AI技術(shù)開辟了新途徑。此前由于能耗和數(shù)據(jù)傳輸存在延遲現(xiàn)象而無法實現(xiàn)的分布式AI架構(gòu),也將因此得以實現(xiàn)。
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