IBM开发光子处理器可望革了电子的命

2021-01-19

为满足算法对处理速度的无限需求，IBM研究人员日前揭露一款完全使用光来执行运算的处理器，可望为深度学习应用程序带来巨大变革。

根据ZDNet报道，这款以光粒子属性为基础的光子张量核心，其处理数据的速度前所未见，可以极低的延迟运行AI应用程序。该组件目前虽仅完成小规模测试，但随着处理器的发展，这颗处理器可以实现每秒及每平方毫米千兆的乘积累加运算(MAC)，与仰赖电子讯号的最先进AI处理器相比，快了2~3个数量级。

多年来IBM一直投入新处理单元的研究，部分研究的重点放在开发内存内的运算技术，让内存和处理功能可以某种形式共存，避免处理器和个别RAM单元之间的数据传输，进而节省耗电、降低延迟。

光基电路与电子电路相比的最大优势就是速度。IBM研究人员成功开发出全光学的内存内运算处理方法，将内存内运算整合在一个光子芯片上，让芯片使用光来执行运算任务。

IBM利用光学物理学开发的技术可以在单颗核心内平行执行复杂的操作，并可针对每个运算使用不同的光学波长。结合内存内运算，这群科学家实现了电路无法匹配的超低延迟。

以无人驾驶汽车为例，IBM Research研究人员Abu Sebastian表示，如果以每小时100英里的时速在高速公路上行驶，你需要在一定距离内侦测到某些东西，现有技术在某些情况下无法做到这一点。但是光基系统可以提供比电子方法快好几个数量级的速度。

IBM开发的光基处理器可以同时执行数个操作，因此需要的运算密度也低了许多，未来将不再需要笨重的传统GPU来支持复杂性日增的AI系统。

Sebastian认为自驾车将成为光基处理器的关键应用，因为该领域需要低延迟的推论，而目前为止还没有任何技术可以满足此一需求，创造出独特商机。

尽管IBM团队已成功设计并测试这颗强大的核心，但未来还需要扩大测试规模才能确保该技术可以在系统层次进行整合，以及端到端的效能。