中科院上海光機所突破光計算瓶頸，全球首顆超高并行光計算芯片“流星一號”問世
發布時間：2025-6-19 09:33
發布者：eechina
中國科學院上海光學精密機械研究所（簡稱“上海光機所”）近日宣布，由空天激光技術與系統部謝鵬研究員領銜的團隊成功研制出全球首顆超高并行光計算集成芯片“流星一號”，實現了并行度>100的光子計算原型驗證系統。這一突破性進展標志著我國在光計算領域取得重大技術突破，為后摩爾時代的高性能計算提供了全新解決方案135。
突破計算密度瓶頸，光計算邁向實用化 光計算以光子為載體，具備低功耗、低時延、高并行度的天然優勢，被視為突破傳統電子計算算力瓶頸的關鍵技術。然而，過去光計算的研究主要聚焦于提升芯片矩陣規模和光學主頻，而這兩項指標已逼近物理極限，難以進一步突破。謝鵬團隊創新性地提出“超高并行光計算架構”，通過波長復用技術大幅提升計算并行度，使單芯片理論峰值算力突破2560TOPS，功耗比>3.2TOPS/W，較傳統單波長光計算提升2個數量級37。 自主研制核心光芯片，實現全鏈條技術突破 “流星一號”的核心光芯片全部由團隊自主研制，包括： 集成微腔光頻梳（頻率間隔~50GHz，光譜范圍>80nm，支持>200波長復用通道），作為多波長光源子系統； 大帶寬、低時延可重構光計算芯片（通光帶寬>40nm），作為并行計算核心； 高精度光矩陣驅動子系統（通道數>256），實現光學矩陣的精確控制249。 該芯片系統首次在50GHz光學主頻下驗證了并行度>100的片上光信息交互與計算，為未來超級光子計算機的研發奠定基礎57。 賦能AI與超算，推動新質算力基礎設施發展 光計算的高并行特性使其在人工智能訓練、科學計算、超大規模數據交換等“算力密集+能耗敏感”場景具有巨大潛力。謝鵬表示：“‘流星一號’的突破不僅在于算力提升，更在于其低功耗特性，未來可大幅降低數據中心能耗，助力綠色計算�！�13 國際領先，未來展望 當前，全球光計算研究以臺積電（矩陣規模~512×512）和美國加州理工學院（光學主頻>100GHz）為標桿，而“流星一號”通過并行度突破開辟了新賽道。研究團隊預測，若未來結合最大矩陣規模、最高光學主頻及超百并行度，單芯片算力有望突破5000POPS，相當于1000顆頂級GPU的算力總和37。 |
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