Китайские ученые разработали первый в мире ультравысокопараллельный интегральный оптический чип, обеспечивающий теоретическую пиковой вычислительной мощностью 2560 TOPS при оптической тактовой частоте 50 ГГц. Это достижение сопоставимо с характеристиками современных графических чипов компании NVIDIA.

Исследование было проведено учеными Шанхайского института оптики и точной механики (SIOM), который входит в состав Китайской академии наук.

Команда исследователей представила новую архитектуру фотонных вычислений, создав оптический чип с умными характеристиками, содержащий высокую пропускную способность свыше 40 нм, низким уровнем потерь и возможностью конфигурирования, что значительно повышает вычислительные возможности чипа.

Одним из ключевых аспектов является применение солитонных микрокомбов в качестве источников света, что позволяет использовать более 100 различных длин волн.

Се Пэн, один из исследователей SIOM, отметил: 'Мы достигли взаимодействия информации и вычислений с мультиплексированием более 100 длин волн на оптическом чипе, что демонстрирует параллельную обработку информации высокой плотности на чипе.'

В противоположность традиционному решению, которое использует одну длину волны, данный ультрапараллельный подход применяет более 100 различных длины волн для одновременной обработки данных, что позволяет увеличить вычислительную мощность в 100 раз без изменения размеров чипа или его частоты.

Хан Силин, инженер SIOM, сравнил это с превращением однополосной дороги в супермаршрут, который может одновременно пропускать сотню автомобилей, что ведет к значительному увеличению пропускной способности без необходимости в новом аппаратном обеспечении.

Оптические вычисления, обладая природными преимуществами, такими как высокая частота, высокая параллельность и большая пропускная способность, обладают значительным потенциалом для повышения плотности и вычислительной мощности за счет расширения параллелизма.

Эта параллельная архитектура оптических вычислений имеет широкие перспективы применения в таких областях, как искусственный интеллект и современные центры обработки данных.

Конкретно, она может эффективно решать задачи, связанные с интегрированным интеллектом, нейронными сетями, физическим моделированием и обработкой изображений.

Благодаря низкой задержке фотонных вычислений, они идеально подходят для периферийных устройств с небольшими объемами данных, однако обладающими высокими требованиями к задержке, например, для сетей обмена данными и роя дронов.

Результаты работы исследовательской группы были опубликованы во вторник в журнале eLight в виде обзорной статьи под названием 'Параллельные оптические вычисления, способные на многократное мультиплексирование с 100 длинами волн.'