电子发烧友网报道（文/李弯弯）随着AI芯片面临算力瓶颈，用光子代替电子进行AI计算开始问世，目前已经有多家初创公司正在研究光子AI芯片，包括曦智科技、光子算数、Lightmatter、Luminous等。
与电子芯片相比，光子芯片的计算速度是其的1000倍，而且功耗仅为其百分之一。当前用光学做计算还处于比较早期的阶段，各家基本还是停留在研究和产品测试阶段。
不过可以看到，各家公司正在积极推进商用，启和科技就表示今年将会推出搭载光子AI芯片的商用产品，光子计算无疑将成为AI芯片领域的另一个赛道。
看几个例子，详细理解什么是光子AI芯片
光子AI芯片公司Lightelligence在2019年宣布开发出世界第一款光子芯片原型板卡（Prototype），在视频演示中，该团队在这个原型产品上成功用光子芯片运行了Google TensoRFlow 自带的卷积神经网络模型来处理 MNIST 数据集。
据介绍，这是一个使用计算机视觉识别手写数字的基准机器学习模型，也是机器学习中最著名的基准数据集之一。在测试中，整个模型超过 95% 的运算是在光子芯片上完成的处理。
测试结构显示，光子芯片处理的准确率已经接近电子芯片，在97%以上电子芯片，另外光子芯片完成矩阵乘法所用的时间是最先进的电子芯片的 1/100 以内。
图片来自Lightelligence
脱胎于麻省理工学院的初创公司Lightmatter在今年8月份的Hot Chips 32大会上，也展示了用于通用AI加速的光子计算测试芯片。
这款处理器芯片利用硅光子和MEMS技术，以光速处理矩阵向量乘法，由毫瓦级激光光源供电，该公司表示，将于今年秋季推出其首款商用产品，专为数据中心AI推理工作负载而设计的搭载光子计算芯片的PCIe卡。
Lightmatter首席执行官尼克·哈里斯表示：“我们可以利用现有AI数据中心，将能耗降低为原来的1/20，将物理空间减少为原来的1/5。”他认为，即使是在实际应用中，该款演示的光子计算芯片将击败AI加速领域的市场领导者——英伟达A100 GPU。
光子算数也是国内国内少有的光子AI芯片赛道玩家，该公司与高校一起打造了面向服务器的光电混合AI加速计算卡，目前已完成一些定制化加速任务，包括机器学习推理、时间序列分析等特定任务。
目前光子算数已将一些光电混合AI加速计算服务器提供给机房和IDC试用与测试，接口是标准的PCIe口。此外，其服务器也与一些国产操作系统和CPU厂商做了适配。
光子AI芯片的优势特别明显，计算速度快，功耗低，空间占用少
当前，越来越多的行业用到人工智能，而人工智能的算力瓶颈也越来越严重，根据OpenAI的研究显示，训练最大的人工智能模型所需的计算能力每三个半月就会增长一倍。
电子芯片存在耗电量大、处理速度慢等特点，业界一直在探索更强大的人工智能芯片，于是用光子替代电子进行AI计算的想法出现了。
致力于开发光学芯片加速AI的初创公司Luminous的CEO兼联合创始人MarcusGomez认为，光可以使用激光通过芯片上被称为波导的微小结构来发射光，通过使用不同颜色的光同时利用波导移动多个数据块，可以超越传统电子芯片的数据承载能力。
快速传输大量信息的能力说明，光学处理器非常适合处理驱动人工智能模型的大量计算，同时，它们的耗能比电子芯片少得多。Luminous的另一位联合创始人兼首席技术官MitchellNahmias此前表示，公司的原型机可以比其他最先进的人工智能芯片节能3个数量级。
有中科院专家此前表示，光芯片正在逐步取代传统的电芯片，成为通信芯片、人工智能芯片的主流，原因在于，大量电子在高密度集成电路里运动时，会使器件发热，还会产生电磁损耗，这就影响了芯片的速度、功耗等性能。
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