隨著摩爾定律放緩，現(xiàn)有的硅基處理器性能提升逐漸面臨瓶頸，光子芯片是未來有可能取代硅基芯片的選擇之一，日前國(guó)內(nèi)一家公司曦智科技發(fā)布了新一代光子計(jì)算處理器PACE，1GHz頻率下某些運(yùn)算的性能就是GPU的數(shù)百倍了。

據(jù)他們所說，其最新高性能光子計(jì)算處理器——PACE（Photonic Arithmetic Computing Engine，光子計(jì)算引擎）單個(gè)光子芯片中集成超過10000個(gè)光子器件，運(yùn)行1GHz系統(tǒng)時(shí)鐘，運(yùn)行特定循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)速度可達(dá)目前高端GPU的數(shù)百倍。

PACE成功驗(yàn)證了光子計(jì)算的優(yōu)越性，是曦智科技在集成電路產(chǎn)業(yè)的又一重大突破。

基于光執(zhí)行矩陣向量乘法時(shí)延極低的基本原理，曦智科技發(fā)布的最新光子計(jì)算處理器PACE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。

PACE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(duì)于每個(gè)光學(xué)矩陣乘法，輸入向量值首先從片上存儲(chǔ)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(cè)器陣列，從而將光強(qiáng)轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)。

最后，電信號(hào)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?cái)?shù)字域。測(cè)試顯示，PACE的運(yùn)算速度可達(dá)目前高端GPU的數(shù)百倍。