Un acelerador fotónico integrado a gran escala con latencia ultra baja

Área de la Ciencia:

• Fotónica integrada
• Fotónica de silicio
• La computación fotónica

Sus antecedentes:

• La fotónica integrada, especialmente la fotónica de silicio, es clave para las comunicaciones, la conducción autónoma, la biosensorización y la computación.
• Las crecientes demandas de IA impulsan el interés en la computación fotónica, pero el escalamiento enfrenta obstáculos de fabricación y envasado.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un acelerador fotónico integrado a gran escala para superar las limitaciones de escala actual.
• Demostrar operaciones de multiplicación y acumulación matricial (MAC) de alta velocidad y baja latencia para la IA y la resolución de problemas complejos.

Principales métodos:

• Diseñó y fabricó un acelerador fotónico integrado a gran escala con más de 16.000 componentes fotónicos.
• Funciones de lógica, memoria y control integradas en un chip electrónico co-integrado.
• Utilizó un enfoque innovador de envasado híbrido 2.5D para una integración perfecta de electrónica y fotónica.

Principales resultados:

• Se logra una computación de alta velocidad hasta la frecuencia de 1 GHz.
• Se ha demostrado una latencia ultrabaja de hasta 3 ns por ciclo para las operaciones MAC de matriz.
• Componentes fotónicos y electrónicos integrados con éxito a escala comercial.

Conclusiones:

• El acelerador fotónico desarrollado avanza significativamente el potencial de la fotónica de silicio para la IA y la computación de alto rendimiento.
• La innovadora solución de embalaje permite la integración escalable de sistemas fotónicos complejos.
• Este trabajo allana el camino para soluciones de latencia ultra baja para problemas computacionalmente intensivos como los modelos de Ising.