擺脫摩爾定律 陸清華大學開發光電類比晶片算力提升3千餘倍

北京清華大學研製光電晶片算力提升3千餘倍，能效更高達400餘萬倍。（圖／Shutterstock)

北京清華大學官網宣佈，該校自動化系戴瓊海院士、吳嘉敏助理教授與電子工程系方璐副教授、喬飛副研究員等人聯合攻關，提出了一種能擺脫摩爾定律的全新計算架構：光電類比晶片。經過實測，光電融合晶片的系統級算力較現有的高性能晶片架構提升了3000餘倍，能源使用效率更高達400餘萬倍。

據《快科技》報導，於1965年由英特爾創始人之一戈登．摩爾（Gordon Moore）提出摩爾定律，即每隔約2年，積體電路可容納的電晶體數目便增加一倍。但是隨着半導體制造技術快速發展，電晶體尺寸逐漸接近物理極限，近10年內摩爾定律已放緩甚至可能面臨被突破的境地。

報導說，這次北京清華大學研發的光電類比晶片，可能爲擺脫摩爾定律開拓了新的方向。

研究人員指出，在光電類比晶片這一枚晶片上便突破了大規模計算單元集成、高效非線性、高速光電介面3個國際半導體學術界的難題。

根據官方的實測，光電融合晶片的系統級算力較現有的高性能晶片架構提升了3000餘倍。報導說，若以交通工具來類比的話，相當於將京廣高鐵8小時的執行時間縮短到了8秒鐘。

不僅如此，該晶片的系統級能效實測達到了74.8 Peta-OPS/W，是現有高性能晶片的400萬餘倍，相當於原本供現有晶片工作一小時的電量，可供它工作500多年。

此外，該晶片光學部分的加工最小線寬僅採用百奈米級，而電路部分僅採用180奈米CMOS工藝，就已取得比7奈米制程的高性能晶片多個數量級的性能提升。

該項發表於國際學術期刊《自然》上的論文指出，在清華大學團隊提出的超高性能光電晶片下，「未來電腦」的誕生似乎已不再遙遠。光電融合的新型架構，不僅開闢出這項未來技術通往日常生活的一條新路徑，還對量子計算、存內計算等其他未來高效能技術與當前電子資訊系統的融合深有啓發。

論文通訊作者之一戴瓊海院士表示：「開發出人工智慧（AI）時代的全新計算架構是一座高峰，而將新架構真正落地到現實生活，解決國計民生的重大需求，是更重要的攻關，也是我們的責任。」《自然》期刊特邀發表的該研究專題評述也指出，「或許這枚晶片的出現，會讓新一代計算架構，比預想中早得多地進入日常生活。」