曦智科技攜全新光電計算產(chǎn)品亮相Hot Chips大會(huì )

美國西部時(shí)間8月29日，在斯坦福大學(xué)舉行的全球芯片行業(yè)年度盛會(huì )Hot Chips大會(huì )上，全球光電混合計算領(lǐng)軍企業(yè)曦智科技進(jìn)行了全新光電計算產(chǎn)品Hummingbird的首次公開(kāi)演示。這是繼美國西部時(shí)間8月8日發(fā)布Photowave之后，曦智科技一個(gè)月之內再次推出新產(chǎn)品。至此，曦智科技從光子矩陣計算（oMAC）、片上光網(wǎng)絡(luò )（oNOC）、片間光網(wǎng)絡(luò )（oNET）三大核心技術(shù)出發(fā)，打造的各系列產(chǎn)品均已推出首款硬件，完成了光子計算和光子網(wǎng)絡(luò )兩條產(chǎn)品線(xiàn)的最后一塊“拼圖”。

Hummingbird是首個(gè)用于特定領(lǐng)域人工智能（AI）工作負載的片上光網(wǎng)絡(luò )（oNOC）處理器，采用先進(jìn)封裝技術(shù)，將光芯片和電芯片進(jìn)行垂直堆疊，集成為一個(gè)系統級封裝（System in Package，SiP）。

Hummingbird計算卡

oNOC技術(shù)旨在代替電芯片內部或者芯粒之間的電互連網(wǎng)絡(luò )，把電信號轉成光信號，通過(guò)光芯片中的光波導網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行數據通信，提高整體計算效率。通過(guò)這種方式可實(shí)現算力和內存擴展，提供更低的延時(shí)，更大的互連帶寬，以及更多的拓撲結構。

曦智科技創(chuàng )始人、首席執行官沈亦晨博士表示：“光子技術(shù)是解決計算規模擴展問(wèn)題的有效方法。隨著(zhù)AI熱潮推動(dòng)了算力需求的指數級增長(cháng)，傳統的解決方案已經(jīng)很難跟上，業(yè)界可以通過(guò)將光子技術(shù)納入下一代產(chǎn)品中來(lái)解決擴展問(wèn)題，Hummingbird驗證了這一點(diǎn)?！?/p>

知名半導體行業(yè)評論人、SemiAnalysis首席分析師Dylan Patel則評論說(shuō)：“曦智科技正在利用其專(zhuān)有的光子技術(shù)打破內存壁壘，這有可能改變半導體行業(yè)?！?/p>

本次發(fā)布的Hummingbird，是繼2021年年底發(fā)布的PACE（Photonic Arithmetic Computing Engine）之后，曦智科技光子計算產(chǎn)品線(xiàn)的第二款產(chǎn)品，也是該產(chǎn)品線(xiàn)首款應用oNOC技術(shù)的硬件。

曦智科技光電混合計算新范式

在Hot Chips大會(huì )上，曦智科技工程副總裁Maurice(Mo) Steinman詳細介紹了Hummingbird規格參數，以及曦智科技光電混合計算新范式在滿(mǎn)足數據中心對更高算力、更低延時(shí)、更低功耗的需求上體現出的優(yōu)勢。

Hummingbird通過(guò)硅光芯片上的U型光波導傳播信號，可實(shí)現電芯片上64個(gè)核之間的all-to-all全通道廣播。這種方式讓Hummingbird相比于傳統數字互連解決方案顯著(zhù)降低了延遲和功耗，充分體現了光子技術(shù)在提升計算表現上的優(yōu)越性。

與片上電網(wǎng)絡(luò )不同，曦智科技的oNOC技術(shù)通過(guò)計算節點(diǎn)間全互連拓撲結構，擴展了計算集群規模和配置靈活度。

在oNOC架構下，芯粒間距離幾乎不會(huì )影響功耗和延遲。因此，該技術(shù)非常適合開(kāi)發(fā)新的、更可靠的拓撲結構，并且不再局限于相鄰兩個(gè)芯片之間的傳輸。Hummingbird使得在單個(gè)電芯片或芯粒系統中更高效地利用算力成為可能。借助oNOC，將工作負載映射到不同硬件變得更加容易，為計算系統設計選擇合適的拓撲結構也變得更加靈活。

值得一提的是，Hummingbird還內置了曦智科技自主研發(fā)的小型化單/多波長(cháng)激光光源Moonstone，可實(shí)現多至8個(gè)通道波長(cháng)的高功率光輸出，這是曦智科技在推動(dòng)光電混合計算產(chǎn)品化和商業(yè)化過(guò)程中的又一技術(shù)突破。

Hummingbird的電芯片和光芯片被共同封裝并集成到一個(gè)PCIe板卡上，適用于通用的服務(wù)器。結合曦智科技的軟件開(kāi)發(fā)工具包（SDK），機器學(xué)習和人工智能工作負載可以充分利用oNOC的優(yōu)勢實(shí)現性能優(yōu)化。此外，oNOC和Hummingbird IP還可以根據客戶(hù)應用場(chǎng)景進(jìn)行定制。

Hummingbird可集成在標準PCIe板卡上，具有良好的通用性

Hummingbird的后續版本將采用光罩拼接技術(shù)（reticle-stitching）以支持芯粒架構，從而實(shí)現更好的可擴展性，在提高能效比的基礎上進(jìn)一步突破算力瓶頸的制約。

隨著(zhù)Photowave和Hummingbird兩款光電混合產(chǎn)品的發(fā)布，曦智科技產(chǎn)品市場(chǎng)化進(jìn)程取得了階段性進(jìn)展。曦智科技接下來(lái)將持續推動(dòng)產(chǎn)品迭代進(jìn)程，拓寬產(chǎn)品應用領(lǐng)域，為客戶(hù)提供一系列算力躍遷解決方案。