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極速運算|美研激光電腦實現極速運算

By on January 23, 2025

原文刊於信報財經新聞「EJ Tech 創科鬥室

美國加州理工學院(Caltech)開發一款全光學電腦,系統核心是「全光循環神經網絡」(AO-RNN),以激光脈衝實現高速運算,聲稱時脈速度突破100GHz。科技網站《天才少年報》(BGR)報道,新技術開啟超快運算新時代,日後有望應用於電訊、自駕車、人工智能(AI)、超快成像等產業,研究發表在論文網站arXiv

研究人員利用AO-RNN,生成25張數字「7」的影像。(arXiv網上圖片)

時脈速度突破100GHz

由於物理及工程技術所限,中央處理器(CPU)的時脈速度,過去廿多年一直限制在5GHz左右。背後存在兩大技術障礙,第一個是Dennard縮放比例定律(Dennard Scaling),縮小電晶體可維持效率,惟此舉會漏出電流,導致更高的功耗。另一限制是馮紐曼樽頸(Von Neumann Bottleneck),限制了記憶體與處理器間的資料傳速,迫使晶片設計人員轉向多核心設計。

加州理工學院開發全光學電腦,有望應用於電訊、自駕車、AI等產業上。(Facebook網上圖片)

報道提到,新電腦完全在光學領域運作,關鍵組件之一是光學腔體,同時為記憶體及計算層,設計上消除了資料傳輸,以及功率密度相關的樽頸。在新技術加持下,影像生成、神經網絡訓練、即時預測等任務,其執行速度可顯著加快,從而產生更強大、更靈敏的AI系統。

研究人員未來的目標是,以鈮酸鋰(lithium niobate)薄膜等先進材料,把技術整合到緊湊、可擴展的系統中。

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