中国推崇新型Meteor-1芯片作为应对美国、Nvidia出口限制的答案

中国科学家推出了“Meteor-1”，据报道这是该国首款高度并行的光学计算芯片，标志着利用光基硬件处理巨大并行工作负载的重要飞跃。

这一举措是在该国摆脱美国技术之际，伴随着先进AI技术的出口限制。中国当地媒体报道称，这预计将导致目前因计算需求上升而挣扎的AI和数据中心的硬件加速。

中国的新芯片与Nvidia的顶级GPU竞争

由上海光学精密机械研究所(SIOM)和南洋理工大学团队设计，该设备据报道在50 GHz光时钟下拥有2,560 TOPS（每秒万亿次操作）的理论峰值性能。

这使其与Nvidia的顶级GPU处于同一水平，提供了一种本土解决方案，以应对不断增长的计算需求和美国芯片限制。

历史上，光学计算工作主要集中在扩大执行计算的内部矩阵的尺寸。

更大的矩阵理论上允许并行处理更多数据，但在实践中，它们直接面临工程限制、复杂的芯片布局、波导对准所需的极高精度以及 prohibitive 制造成本。

据《南华早报》(SCMP)报道，台积电和加州理工学院等学术团体的努力在实验室环境中显示出希望，但这些原型难以转化为商业级解决方案。

另一种策略是推高光本身的振荡率。更高的光频可以提供更快的计算，但也会放大信号损失，加剧热噪声，并提高组件公差的要求。

到目前为止，没有任何团队能够在不遇到严重权衡天花板从而侵蚀实际性能的情况下，将大型矩阵规模和超快光学结合在一个系统中。

Meteor-1处理复杂任务，是对抗美国制裁的答案

Meteor-1开辟了不同的道路；增加同时处理的任务数量，而不是扩大单个组件。Xie Peng、Han Xilin和Hu Guangwei在6月17日发表于eLight的论文概述了该芯片如何在单一光子平台内集成超过100个不同的频率通道。

这种高阶并行性使得“光学计算能力”增加百倍或更多，而不扩大芯片的占地面积，为下一代光驱动处理器提供了切实可行的路径。

随着美国出口禁令实际上禁止Nvidia的RTX 4090（1,321 TOPS）和RTX 5090（3,352 TOPS）进入中国，Meteor-1的努力恰逢其时。

传统电子半导体正触及根本限制，散热、量子隧穿和不可持续的功耗。光学芯片避开了许多这些障碍，提供超高速、宽带宽、降低能耗和最小延迟。

Meteor-1的架构完全是本土设计的。其片上光源使用微腔光学频率梳，覆盖超过80nm的光谱，涵盖200多个波长。这一创新有效地取代了数百个离散激光器，大幅降低了系统复杂性、电力需求和成本。

核心计算芯片本身提供超过40nm的传输带宽，促进低延迟、大规模并行操作。结合具有256多个通道的定制驱动板以实现精确的信号调制，系统在基准测试中执行了超过100个同时任务，所有任务均在50 GHz时钟下运行，产生2,560 TOPS。

韩希林告诉DeepTech，Meteor-1的性价比指标很快就能与电子GPU相媲美。首席研究员谢鹏拥有麻省理工学院博士学位，曾在牛津大学和南洋理工大学从事研究，他将这一快速进展归因于中国科学院下属SIOM的模块化团队结构。

“每个关键子系统都有专门的专家负责，这让我们能够在极短的时间内，从基础研究到系统组装，实现全链条的创新整合。”

~ 韩希林。

展望未来，该团队认为其“并行优先”的设计在效率、功耗和延迟方面有望超越电子芯片，从而满足人工智能对算力的无尽需求，并在实时数据分析、自主系统和科学建模等领域催生新颖的应用。