什么是光子人工智能芯片

什么是光子人工智能芯片

光子人工智能芯片是指采用硅基光子集成技术，让光提供算力，为人工智能应用提供高性能的硬件支持。第一个层面是“人工智能芯片”。如果一个芯片要跑得非常快、非常省电，一定是芯片的物理结构跟软件高度匹配，这样才能达到一个比较高的效率。包括现在的人脸识别、自动驾驶、安防监控、AI金融、AI医疗等，实际上都是一种人工智能算法，要设计一款芯片结构跟其特征匹配，这就是人工智能芯片。第二个层面是“光子”。已有的人工智能芯片都是电子芯片，电子芯片在计算速度和功耗方面会有瓶颈。光子人工智能芯片是依托硅基光子集成技术，在内部用光完成矩阵运算与数据交换。它的计算过程与人工智能算法高度匹配，计算速度比普通电子芯片高，功耗比电子芯片低。

集成电路的发展沿着摩尔定律已趋于极限，硅光子技术是超越摩尔研究领域的发展方向之一，通过硅光集成，用光代替原来的电进行传输，成本有可能降低到原来的十分之一，甚至更低。那么与传统芯片比有哪些优势？主要有两方面优势。一个优势是计算速度，光子人工智能芯片的计算速度大概是电子芯片的三个数量级，约1000倍，单个电子芯片的计算速度大约是7.8TFlops，而光子人工智能芯片的计算速度大概是3200TFlops。第二个优势是功耗，光子人工智能芯片的功耗仅为电子芯片的百分之一，单位电子芯片和耗电量大概300W，对应的光子人工智能芯片的耗电量只有4W。对比不同芯片在同一情境下是否具有优势，要考虑性能功耗比、单位美元提供算力两方面。性能功耗比是指消耗单位瓦特提供的性能，重在强调涉及多少电费，单位美元提供算力则重在强调芯片的生产成本。

在这两方面，光子人工智能芯片比电子芯片更有优势。未来它主要应用在哪些方面？光子人工智能芯片可广泛用于手机、安防监控、自动驾驶、服务机器人、无人机、工业物联网、企业服务器和数据中心等关键人工智能领域。比如在分拣机器人机械臂上装上摄像头，让它识别有什么东西，控制它去抓取等。据其介绍，光子人工智能芯片的发展得益于人工智能的发展。光学计算芯片其实在实验室一直存在，但它一直没有比较好的应用场景，没有办法落地应用。近年来伴随着人工智能的兴起，人工智能的算法特征恰好跟光学芯片物理性能匹配，这使得光学计算有了走出实验室、走向产业应用的机会。这个过程，是一个可能引发巨大产业新空间的前瞻性技术。