Wraz z szybkim rozwojem sztucznej inteligencji i technologii obliczeń wysokowydajnych, tradycyjne metody transmisji sygnałów elektronicznych stopniowo napotykają ograniczenia w zakresie prędkości i zużycia energii. Aby przełamać te wąskie gardła, środowisko naukowe aktywnie bada nowe metody zastępowania sygnałów elektronicznych sygnałami optycznymi. Technologia fotoniki krzemowej szybko rozwija się w tym kontekście, a jej rdzeniem jest wykorzystanie światła do przesyłania danych i instrukcji, co ma potencjał do znacznego zwiększenia wydajności obliczeniowej i zmniejszenia opóźnień.
Spis treści:
Sygnały Świetlne Zastępują Sygnały Elektroniczne: Fundamentalna Rewolucja w Metodach Transmisji
Wraz z szybkim rozwojem sztucznej inteligencji i technologii obliczeń wysokowydajnych, tradycyjne metody transmisji sygnałów elektronicznych stopniowo napotykają ograniczenia w zakresie prędkości i zużycia energii. Aby przełamać te wąskie gardła, środowisko naukowe aktywnie bada nowe metody zastępowania sygnałów elektronicznych sygnałami optycznymi. Technologia fotoniki krzemowej szybko rozwija się w tym kontekście, a jej rdzeniem jest wykorzystanie światła do przesyłania danych i instrukcji, co ma potencjał do znacznego zwiększenia wydajności obliczeniowej i zmniejszenia opóźnień.
Uniwersytet Fudan w Chinach ogłosił niedawno opracowanie „zintegrowanego chipa multipleksera fotoniki krzemowej o wyższym rzędzie”, który może osiągnąć ultraszybkie przetwarzanie sygnałów optycznych i jest uważany za ważny krok w kierunku praktycznego zastosowania chipów fotonowych. Technologia ta została zgłoszona do międzynarodowego czasopisma, demonstrując jej potencjał akademicki i technologiczny.
Technologia Multipleksera: Klucz do Wspierania Szybkiego Przepływu Danych
Rdzeniem tego nowego chipa jest komponent zwany multiplekserem. Multiplekser może wybierać sygnały z wielu źródeł danych i przesyłać je jedną ścieżką, co czyni go kluczowym komponentem do obsługi szybkiego, masowego przepływu danych. Testy Uniwersytetu Fudan wykazały, że ten multiplekser fotoniki krzemowej osiąga prędkość transmisji do 38 Tbps, co teoretycznie pozwala na przesyłanie około 4,75 bilionów parametrów dużych modeli językowych na sekundę. W kontekście stale rosnącej skali modeli AI, ma to realną wartość zastosowania.
Ten postęp pomaga sprostać obecnym wyzwaniom związanym z przepustowością, z którymi borykają się duże modele treningowe, szczególnie w centrach danych i serwerach wysokowydajnych, gdzie szybkie połączenia między chipami stały się jednym z wąskich gardeł wydajności systemu.
Integracja Fotoelektroniczna: Pokonywanie Barier Komunikacyjnych Między Systemami Heterogenicznymi
Chociaż chipy fotoniki krzemowej wykazują imponującą wydajność, kluczowym wyzwaniem technologicznym pozostaje ich integracja z istniejącymi systemami komponentów elektronicznych. Większość obecnych systemów pamięci i logiki nadal opiera się na architekturze elektronicznej CMOS, a płynne połączenie sygnałów optycznych i elektronicznych jest progiem technologicznym dla promowania konwergencji optoelektronicznej.
Jednym z kluczowych punktów technologii Uniwersytetu Fudan jest to, że chip ten może integrować transmisję optyczną z architekturą CMOS z niskim opóźnieniem, umożliwiając współdziałanie komponentów fotonowych i elektronicznych na tej samej platformie. Ma to dalekosiężne znaczenie dla przyszłego tworzenia nowej generacji wysokowydajnych procesorów o architekturze hybrydowej.
Projekt Multipleksowania Modowego: Zwiększanie Przepustowości i Wydajności Transmisji
W porównaniu z tradycyjnymi architekturami komunikacyjnymi jednodomodowymi, ten chip wykorzystuje technologię multipleksowania modowego wyższego rzędu, która może jednocześnie przesyłać wiele niezależnych ścieżek danych optycznych, znacznie zwiększając gęstość przepustowości i wydajność komunikacji. Taki projekt nie tylko poprawia zdolność przetwarzania danych na jednostkę powierzchni chipa, ale także pomaga zmniejszyć liczbę kanałów transmisyjnych wymaganych przez system.
Odpowiednie obserwacje techniczne wskazują, że ten przełom w architekturze jest odpowiedzią na obecne zapotrzebowanie na szybką wymianę danych o niskim opóźnieniu w zastosowaniach sztucznej inteligencji. W obliczu ciągłej ekspansji skali modeli, optyczna komunikacja danych może stać się głównym kierunkiem projektowania przyszłych architektur systemowych.
(Źródło zdjęcia: chińskie media)
Potencjał Komercyjny i Wyzwania Wdrożeniowe Koegzystują
Chociaż chip jest obecnie w fazie eksperymentalnej, niektóre opinie sugerują, że powiązane technologie mogą osiągnąć przełom na poziomie zastosowań w ciągu trzech do pięciu lat. Zwłaszcza w dziedzinach takich jak szkolenie dużych modeli, obliczenia równoległe i komunikacja wewnętrzna centrów danych, chipy fotonowe mają potencjał do zwiększenia wydajności systemu i zmniejszenia zużycia energii.
Jednakże, aby przejść od prototypu chipa do masowej produkcji, należy pokonać wiele wyzwań technicznych i kosztowych, w tym stabilność procesu komponentów fotonowych, kompatybilność z istniejącymi liniami produkcyjnymi opartymi na krzemie oraz optymalizację ogólnej technologii pakowania i zarządzania ciepłem. Naukowcy podkreślają, że chip jest obecnie w początkowej fazie rozwoju i wymaga dalszej weryfikacji pod kątem stabilności i skalowalności.
Globalny Wyścig Technologiczny w Fotonice
W ostatnich latach wiele krajów na świecie aktywnie inwestuje w badania i rozwój technologii fotonowych, a osiągnięcia Chin w tej dziedzinie coraz bardziej przyciągają uwagę. Według statystyk, w dziedzinie badań chipów w „erze post-Moore’a” produkcja artykułów naukowych w Chinach jest już w czołówce światowej, zwłaszcza w dziedzinach związanych z fotoniką odnotowano znaczny wzrost liczby cytowań i patentów technologicznych.
Odzwierciedla to próbę Chin osiągnięcia wiodącej pozycji w rozwijających się dziedzinach architektury poprzez innowacje technologiczne. Niektóre obserwacje sugerują, że w ciągu najbliższej dekady Chiny mogą zmniejszyć, a nawet przewyższyć, różnicę z niektórymi tradycyjnymi potęgami technologicznymi w dziedzinach takich jak fotonika krzemowa.
Podsumowanie:
Chip multipleksera fotoniki krzemowej, opracowany przez Uniwersytet Fudan, jest niewątpliwie ważnym osiągnięciem w rozwoju globalnej technologii fotoniki. Chociaż jest on obecnie w fazie eksperymentalnej, jego potencjał technologiczny wystarczy, aby wywołać więcej wyobraźni na temat przyszłych zmian w trybie transmisji informacji.
Realizacja integracji optoelektronicznej, rekonfiguracja architektury systemu i wykonalność wdrożenia na dużą skalę to kluczowe elementy napędzające praktyczne zastosowanie chipów fotonowych. W ciągu najbliższych kilku lat, to, czy technologia ta będzie w stanie wyjść z laboratorium i trafić do centrów danych i platform obliczeniowych, będzie kluczowym punktem obserwacji dla sukcesu industrializacji fotoniki krzemowej.
Odniesienia:
- Prędkość transmisji sięga 38 Tbps! Chiński krzemowy układ fotoniczny został wprowadzony na rynek. Czy można się spodziewać przełomu w ciągu trzech lat?
- Chinese researchers invent silicon photonic multiplexer chip that uses light instead of electricity for communication — CCP says China’s early steps into light-based chips precede ‘major breakthroughs’ in three years
- Chinese researchers develop ultra-high-capacity chip, facilitating on-chip optical data transmission
(Źródło pierwszego zdjęcia: VCG)
W zakresie szlifowania oferujemy indywidualne dostosowanie. Możemy modyfikować proporcje zgodnie z Twoimi potrzebami, aby osiągnąć najwyższą wydajność.
Zapraszamy do kontaktu, nasi specjaliści odpowiedzą na Twoje pytania.
Jeśli potrzebujesz wyceny, skontaktuj się z nami.
Godziny obsługi klienta: poniedziałek – piątek 09:00-18:00
Numer kontaktowy：07 223 1058
Jeśli masz jakieś pytania, zapraszamy do wysłania wiadomości prywatnej na Facebooku!
Nasza strona na FB：https://www.facebook.com/honwaygroup
Być może zainteresują cię inne artykuły…
[wpb-random-posts]
