日研新型技術降低AI功耗

日本凱迪迪愛綜合研究所和早稻田大學日前發佈聯合消息說，他們試製了一種供光子AI（人工智能）加速器使用的硅光子集成電路。新的集成電路面積只有現有產品的約十七分之一。硅光子集成技術，是以硅和硅基襯底材料作為光學介質，通過互補金屬氧化物半導體相容的積體電路工藝製造相應的光子器件和光電器件，並利用這些器件對光子進行發射、傳輸、檢測和處理，以實現其在光通信、光互連、光計算等領域中的實際應用。

目前，生成式AI受到全球關注。人工智能(AI)是一個廣泛的術語，指的是任何能夠進行智能行為的技術。這包括了一系列廣泛的技術，從簡單的可以對資料進行排序的演算法，到複雜的可以模擬類似人類思維過程的先進系統。此外，生成式AI是一種特定類型的AI，專注於生成新內容，如文本、圖像和音樂。這些系統在大型資料集上進行訓練，並使用機器學習演算法生成與訓練資料相似的新內容。這在各種應用程式中都很有用，比如創建藝術、音樂和聊天機械人生成文本等。研究人員指出，運行這類AI需要數量龐大的計算機，相應的，削減耗電量、提高處理速度成為新課題。與使用電子集成電路相比，將一部分運算改用光子集成電路的光子AI加速器，能有效削減耗電量並提高AI學習和推論的速度。其中，在矽基上製成的光子集成電路由於容易與電子集成電路及其他光學元件集成，更有望實現小型化。

研究人員指出，光子集成電路工作原理定義是光子集成電路使用鐳射源注入驅動元件的光，就像轉動開關注入能量為電子元件供電一樣。集成光子技術，通常被稱為“超越摩爾”，是一種使用光而不是電來解決電子產品集成和發熱等缺點的技術。通過使用這項技術，小工具現在可以以更快的速度傳輸資料。光子集成電路具有體積小、速度快、熱效應小、集成能力大等優點，可實現高產量、大規模生產和更低的價格。集成光子學的眾多應用包括資料傳輸、汽車工業和天文學。研究人員表示，現有光子集成電路產品採用漩渦狀的光波導路結構，至少需要兩毫米乘兩毫米的面積。研究人員將光波導路的寬度拓展到現有產品的兩倍，採用蛇形的光波導路結構，在硅基上試製出了○點二五毫米乘○點九二毫米的光子集成電路，並利用有關任務驗證了這種結構的有效性。

下階段，研究團隊計劃繼續推進硅光子集成電路研發和技術落地。

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