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新型三維光電子晶片（藝術圖）。 圖片來源：物理學家組織網 |
科技日報北京3月25日電 （記者劉霞）來自美國哥倫比亞大學和康奈爾大學等機構的科學家，深度融合光子技術與先進的互補金屬氧化物半導體電子技術，攜手研製出一款新型三維光電子晶元。這款晶元實現了前所未有的數據傳輸能效及頻寬密度，為研發下一代人工智慧（AI）硬體奠定了堅實基礎。相關研究論文發表於新一期《自然·光子學》雜誌。
研究團隊最新研製的這款三維晶元面積僅0.3平方毫米，其上集成了80個高密度的光子發射器和接收器，能提供800吉位元組/秒的超高數據傳輸頻寬以及每傳輸1比特數據僅消耗120飛焦耳的卓越能效。
同時，新晶片的頻寬密度為5.3太位元組/秒/平方毫米，遠超現有基準。而且，最新晶片的設計架構也與現有半導體產線高度相容，有望實現大規模生產。
光作為一種通信媒介，能以最小的能量損失傳輸大量數據。這一特性不僅引發了基於光纖網路傳輸數據的互聯網革命，也有可能顯著擴展計算能力。如果計算機網路的各個節點之間能夠實現更高效的數據通信，AI技術發展的面貌有望煥然一新。
最新晶片集成了光子技術，這種超節能、高頻寬的數據通信鏈路，有望消除空間上不同計算節點之間的頻寬瓶頸，促進下一代AI計算硬體的研發，為實現更快、更高效的AI技術開闢了新途徑。此前由於能耗和數據傳輸存在延遲現象而無法實現的分散式AI架構，也將因此得以實現。