逛完南京实验室,我重新认识了光子计算

9月23号那天,我跟着朋友混进南京紫金山脚下一个不对外开放的实验室沙龙,本来就是想去蹭茶喝,顺便蹭一顿会后的盐水鸭,没成想被一块小小的芯片改了认知。 那块芯片就是做光子计算的。我之前对光子计算的所有印象,都来自科技媒体的通稿,要么吹成颠覆硅基的下一代革命,要么就是远在五十年外的画饼。直到跟做这个项目的老师聊了三个小时,才明白这里面的水,比玄武湖还深。

别被“下一代计算”的噱头吹晕了

现在的光子计算,从来都不是要取代电子芯片。这句话是那个老师开口第一句,我印象特别深。太多营销号为了流量,把光子计算塑造成电子芯片的掘墓人,好像明天就能把行业巨头都拍在沙滩上。说实话,骗骗外行还行,内行人看了只觉得好笑。 光子有光子的好处,电子有电子的不可替代。你让光子做复杂的逻辑运算,它还真不如电子靠谱。现在学界工业界主流的方向,从来都是异构。什么意思?就是该电子干的活,还是电子干——比如控制、存储、小规模的逻辑计算。需要大规模并行计算的活,交给光子来干。这不就刚好补上了现在电子计算最大的短板吗? 现在AI大模型动不动就是千亿参数,做矩阵运算的时候,电子芯片要一个节点一个节点算,排队等。光不一样啊。你把一束光分成几十上百路,每一路带不同的数据,同时穿过预设好的波导和调制器,一次就能出全部结果。速度快不说,能耗还低。那天在实验室玻璃隔间外,我凑上去看那块比指甲盖大不了多少的芯片,上面密密麻麻刻着光学波导,比头发丝还细好多倍。
硅基光子计算芯片异构架构实物图
硅基光子计算芯片异构架构实物图
不过话说回来,这条路也不是一帆风顺。最大的问题不是原理,是集成。你要做能用的光子计算芯片,就得把几千几万个光调制器、分光器都做在一块硅片上,良率提不上去,成本就下不来。那个老师说,他们团队熬了三年,才把八寸片的良率从12%提到34%,中间废掉的片子,堆起来比人还高。很多小公司拿个分光片拼一下,就敢说自己造出了光子计算芯片,说白了就是蹭资本热点。骗不了内行人。

光子计算到底能帮我们解决什么问题

很多人看完新闻会问,这东西跟我有关系吗?我手机会用上光子芯片吗?短期来看,真不会。消费电子对成本太敏感了,现在光子芯片的成本,还降不到那个程度。 最先落地的场景,一定是AI算力加速。你现在刷短视频的推荐算法,你用AI生成图片,你跟大模型聊天,背后都要做海量的并行矩阵计算。现在数据中心的功耗有多高?懂行的都知道,一个大型数据中心一年的耗电量,顶得上一个中小城市。光子计算做加速,同样的算力,能耗能降一半还多,速度还能提好几倍。这不是吹的,现在已经有云厂商在内部测试光子加速卡了。 还有一个方向,是自动驾驶的车载计算。自动驾驶需要同时处理十几个摄像头加雷达的信号,全是并行的图像数据,光子处理起来比电子快得多,延迟还低。不过这个落地还要等,毕竟车规的要求比数据中心高太多了。
光子计算AI加速卡实验室测试图
光子计算AI加速卡实验室测试图
我之前一直有个误区,觉得光子速度比电子快,所以什么计算都快。那个老师笑着给我纠正,说光的传播速度确实比电子快,但那是传播,不是计算。光子真正的优势是并行,不是绝对速度。做串行的逻辑计算,光子根本打不过已经磨了七十年的硅基芯片。所以别被骗了,那些说要全面取代硅基的,不是坏就是蠢。

我们还要等多久?

我们还要等多久?
我们还要等多久?
说出来你可能不信,其实光子计算早就不是实验室里的画饼了。今年已经有小批量的光子加速卡流到市场上,给一些AI公司做内部测试了。但要说大规模普及,全面铺开给所有数据中心换光子卡,那还早。最乐观的估计,也要三到五年才能规模化,十年内才能进到普通人生活的方方面面——还是以后台加速的形式,你根本感觉不到它的存在。 不过话说回来,现在这个圈子确实有点太狂热了。资本一窝蜂涌进来,什么阿猫阿狗都出来分一杯羹,随便凑几个光学元件就敢开发布会吹颠覆,估值还能炒到十几亿。真正沉下心磨良率磨集成的团队,反而没多少关注度。 我那天吃盐水鸭的时候跟那个老师聊,他说做这行的,没人想着一步登天。大家都清楚,光子计算就是给硅基打辅助的,不是来革命的。能把AI加速这一件事做好,就已经够改变整个互联网的算力格局了。 你想啊,再过五年,你凌晨两点用AI画稿,几秒钟就能出十张图,背后说不定就是一块光子计算芯片在给你加速。你不用知道它在哪,只要它够快够便宜,就够了。对吧?

作者|科技

排版|科技

审核|小准

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