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極速運算｜美研激光電腦實現極速運算
By 信報財經新聞 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。
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。
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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