中国光策画芯片领域获取紧要冲破。

据最新音信，上海交通大学科研东说念主员近日在新一代光策画芯片领域获取紧要冲破，初度已毕支合手大界限语义媒体生成模子的全光策画芯片LightGen，关连效果12月19日发表于《科学》杂志。

光策画具有可扩张、低功耗、超高速、宽带宽、高并行度的自然上风，是破解高维张量运算、复杂图像处理等大界限数据快速策画的要津期间，为东说念主工智能（AI）、科学策画、多模态会通感知、超大界限数据交换等“算力密集+能耗明锐”场景提供硬件加快。

紧要冲破

据新华社音信，上海交通大学科研东说念主员近日在新一代光策画芯片领域获取冲破，初度已毕了支合手大界限语义媒体生成模子的全光策画芯片。

据了解，跟着深度神经网罗和大界限生成模子迅猛演进带来超高算力和能耗需求，传统芯片架构的性能增长速率已出现严重缺口，光策画等新式架构受到粗俗热心。

“所谓光策画，不错会通为，不是让电子在晶体管中初始，而是让光在芯片中传播，用光场的变化完成策画。光自然具备高速和并行的上风，因此被视为冲破算力与能耗瓶颈的要紧标的。”论文作家、上海交大集成电路学院助理素养陈一彤示意，把光策画真是用到生成式AI上并不浅陋，已有的全光策画芯片主要局限于小界限、分类任务，光电级联或复用又会严重消弱光策画速率。若何让下一代算力光芯片初始复杂生成模子，是群众智能策画领域公认的贫困。

陈一彤课题组这次建议并已毕了全光大界限语义生成芯片LightGen，接管极严格算力评价循序的实测标明：即便接管性能较滞后的输入建造，LightGen仍可获取比较顶尖数字芯片2个数目级的算力和能效耕种。团队示意，LightGen之是以已毕性能飞跃，在于其在单枚芯片上同期冲破了“单片上百万级光学神经元集成”“全光维度协调”“不依赖真值的光学生成模子熟悉算法”三项要津瓶颈，使得面向大界限生成任务的全光端到端已毕成为可能。

据先容，LightGen可齐备已毕“输入—会通—语义操控—生成”的闭环，完成高分辨率（≥512×512）图像语义生成、3D生成（NeRF）、高清视频生成及语义调控，同期支合手去噪、局部与全局特征移动等多项大界限生成式任务。

“LightGen为新一代光策画芯片助力前沿AI拓荒了新旅途，也为探索更高速、更高能效的生成式智能策画提供了新的商讨标的。”陈一彤说。

光策画的上风

光策画四肢非冯·诺伊曼结构代表，具有可扩张、低功耗、超高速、宽带宽、高并行度的自然上风，是后摩尔期间破解高维张量运算、复杂图像处理等大界限数据快速策画的要津期间，为AI、科学策画、多模态会通感知、超大界限数据交换等“算力密集+能耗明锐”场景提供硬件加快。过往几年，学术界和产业界合手续对光策画芯片的矩阵界限、光学主频开展深度探索，以台积电的光策画芯片矩阵界限（~512x512）和好意思国加州理工学院的光策画光学主频（>100GHz）为典型代表，区别呈现靠拢工艺极限和物理极限的趋势，进一步获取冲破难度颇大。

因而，灵验扩张策画并行度是光策画性能耕种的前沿发展标的，亦然光策画迈向实用的必由之路。

本年6月17日，据中国科学院上海分院官网音信，中国科学院上海光学精密机械商讨所空天激光期间与系统部谢鹏商讨员团队在处治“光芯片上高密度信息并行处理”贫困上获取冲破，研制出超高并行光策画集成芯片——“流星一号”，已毕了并行度>100的光策画原型考证系统。

关连商讨效果以《具备100波长复用才气的并行光策画》（Parallel Optical Computing Capable of 100-Wavelength Multiplexing）为题，以封面论文景色发表于《光：快讯》。

上海光机所商讨团队围绕光策画期间并行度耕种，翻新超高并行光策画架构，破解光策画芯片的信息高密度信说念串扰扼制、低时延光信号高精度同步和跨范例高密度器件集成等中枢挑战，在会通了多波长光源、高速光交互、可重构光策画、高精度光矩阵驱动和并行光电混总策画算法的基础上，奏效研发了全新片上并行光策画集成芯片系统。

该系统中枢光芯片一皆自主研制，包含了自主研制的集成微腔光频梳(频率终止~50GHz，输出光谱范围>80nm，可支合手波长复用策画通说念数>200)，四肢芯片级多波长光源子系统；自主研制的大带宽、低时延、可重构光策画芯片(通光带宽>40nm)，四肢高性能并行策画中枢；自主研制的高精度、大界限、可扩张的驱动板卡，四肢光学矩阵驱动子系统(通说念数>256)；基于该光子集成芯片系统，初度考证了并行度>100的片上光信拒却互与策画原型；在50GHz光学主频下，单芯片表面峰值算力>2560TOPS ，功耗比>3.2TOPS/W。

此商讨施展为冲破光策画的策画密度瓶颈，耕种光策画性能拓荒了新阶梯，为发展低功耗、低时延、大算力、高速率的超等光子策画机带来了可能性。

排版：刘珺宇

校对：冉燕青