Xizhi Technology, ein chinesisches Unternehmen, das sich auf photonische Computerhardware spezialisiert hat, kündigte PACE (Photonic Arithmetic Computing Engine) an, seinen Prozessor der nächsten Generation für photonisches Rechnen, der eine Frequenz von 1,00 GHz erreichen kann.
Er besteht aus mehr als 10.000 photonischen Bauelementen auf einem einzigen photonischen Chip, auf dem spezielle zyklische neuronale Netze laufen, und verspricht, die Leistung jedes aktuellen High-End-Grafikprozessors um das Hundertfache zu verbessern.
Angesichts der Verlangsamung des Mooreschen Gesetzes, bei dem die bestehenden siliziumbasierten Prozessoren allmählich mit Engpässen bei der Leistungssteigerung konfrontiert werden, blickt Xizhi in die Zukunft. Eine der Lösungen für dieses Problem sind photonische Chips, da sie eine der Optionen sind, die siliziumbasierte Chips in Zukunft ersetzen könnten.
„Basierend auf dem Grundprinzip der extrem niedrigen Latenz bei der optischen Ausführung der Matrix-Vektor-Multiplikation erreicht der neueste photonische Rechenprozessor PACE eine niedrige Latenz durch wiederholte Matrix-Multiplikation und den intelligenten Einsatz von abgestimmten Loopbacks, die aus kontrolliertem Rauschen bestehen, was zu qualitativ hochwertigen Lösungen für Ising- und Max-cut/Min-cut-Probleme führt.
PACE enthält eine 64×64 optische Matrix, deren Kern aus einem integrierten optischen Siliziumchip und einem mikroelektronischen CMOS-Chip besteht, die in einem 3D-Gehäuse angeordnet sind.
Für jede optische Matrixmultiplikation werden die Werte des Eingangsvektors zunächst aus dem On-Chip-Speicher extrahiert, durch einen Digital-Analog-Wandler in analoge Werte umgewandelt und über Mikrobumps zwischen den elektronischen und photonischen Chips an die entsprechenden optischen Modulatoren angelegt, um den Eingangslichtvektor zu bilden.
Der Eingangslichtvektor breitet sich dann durch die optische Anordnung aus, um einen Ausgangslichtvektor zu erzeugen, und erreicht eine Anordnung von Photodetektoranordnungen, die die Lichtintensität in ein Stromsignal umwandeln.
Schließlich wird das elektrische Signal über eine Mikropumpe an den Elektronikchip zurückgegeben, der über einen Transimpedanzverstärker und einen Analog-Digital-Wandler in den digitalen Bereich zurückkehrt. Tests haben gezeigt, dass PACE mit dem Hundertfachen der Geschwindigkeit heutiger High-End-GPUs arbeiten kann.
