新型三維光電子芯片(藝術圖)。圖片來源:物理學家組織網

來自美國哥倫比亞大學和康奈爾大學等機構的科學家,深度融合光子技術與先進的互補金屬氧化物半導體電子技術,攜手研制出一款新型三維光電子芯片。這款芯片實現了前所未有的數據傳輸能效及帶寬密度,為研發下一代人工智能(AI)硬件奠定了堅實基礎。相關研究論文發表于新一期《自然-光子學》雜志。

研究團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個高密度的光子發射器和接收器,能提供800吉字節/秒的超高數據傳輸帶寬以及每傳輸1比特數據僅消耗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/秒/平方毫米,遠超現有基準。而且,最新芯片的設計架構也與現有半導體產線高度兼容,有望實現大規模生產。

光作為一種通信媒介,能以最小的能量損失傳輸大量數據。這一特性不僅引發了基于光纖網絡傳輸數據的互聯網革命,也有可能顯著擴展計算能力。如果計算機網絡的各個節點之間能夠實現更高效的數據通信,AI技術發展的面貌有望煥然一新。

最新芯片集成了光子技術,這種超節能、高帶寬的數據通信鏈路,有望消除空間上不同計算節點之間的帶寬瓶頸,促進下一代AI計算硬件的研發,為實現更快、更高效的AI技術開辟了新途徑。此前由于能耗和數據傳輸存在延遲現象而無法實現的分布式AI架構,也將因此得以實現。