曦智科技全球首發(fā)新一代光電混合計算卡

2025年3月25日，曦智科技正式發(fā)布全新光電混合計算卡“曦智天樞”。曦智科技創(chuàng )始人兼首席執行官沈亦晨博士在發(fā)布現場(chǎng)表示：“曦智天樞首次實(shí)現了光電混合計算在復雜商業(yè)化模型中的應用，是曦智科技光電混合算力技術(shù)在產(chǎn)品化和商業(yè)化進(jìn)程中的重要突破。我們堅信，光電混合將會(huì )為人工智能、大語(yǔ)言模型、智能制造等領(lǐng)域帶來(lái)算力革新?！?/span>

天樞是一款深度融合光芯片與電芯片各自?xún)?yōu)勢特點(diǎn)，并采用了3D先進(jìn)封裝技術(shù)的可編程光電混合計算卡。該產(chǎn)品在光電集成度、光子矩陣規模、精度、可編程性等方面較前代產(chǎn)品實(shí)現了明顯性能提升。天樞在支持科學(xué)計算（如伊辛算法）基礎上，加強了對于ResNet50等商業(yè)算法應用的支持，在保持光計算優(yōu)勢的基礎上，大幅提升了產(chǎn)品通用適配性。

曦智科技光電混合計算卡“曦智天樞”

2021年12月，曦智科技首次對外發(fā)布光電混合計算產(chǎn)品，成功驗證了光電混合計算在特定算法下，相較于主流GPU數百倍的速度優(yōu)勢。今天曦智天樞的問(wèn)世，代表光電混合技術(shù)已在產(chǎn)品實(shí)現方面取得了巨大跨越。

天樞采用非相干架構，這種設計不僅易于系統擴展，還具備出色的抗干擾能力和更高的計算精度。天樞的核心處理器由光學(xué)處理單元（OPU）和電學(xué)專(zhuān)用集成電路（ASIC）組成，光芯片和電芯片通過(guò)3D先進(jìn)封裝技術(shù)協(xié)同工作，主頻速率1GHz，輸出精度8bit；其中光芯片面積達到600平方毫米，較上一代芯片提升3倍；光芯片上的器件數量超四萬(wàn)個(gè)，器件尺寸進(jìn)一步縮小，集成度顯著(zhù)提升；天樞最大可支持128x128矩陣規模，是上一代芯片的4倍，運算能力和靈活性雙重提升；用戶(hù)通過(guò)API自由配置計算矩陣系數，使天樞擁有了更強的適應性和優(yōu)化空間。

光子計算是一種被動(dòng)運算，運算任務(wù)在光通過(guò)光子矩陣的過(guò)程中即可完成，它顛覆了傳統CMOS電子芯片的運算邏輯。光子芯片的性能提升與光子矩陣規模、主頻速率和波長(cháng)數量等參數相關(guān)，而不依賴(lài)晶體管的密度及芯片制程的提升。曦智科技首席技術(shù)官孟懷宇博士在發(fā)布會(huì )上首次對外提出了等效光算力（EOPP：Effective Optical Processing Power）標準。這是一個(gè)考慮了矩陣規模、輸出精度、權重刷新速度等的綜合算力評價(jià)方法，相比當前主流的電芯片指標計算方法，更符合光計算的原理和特點(diǎn)?！肮怆娀旌嫌嬎闶俏磥?lái)的算力趨勢，我們希望業(yè)界對于光子計算的算力能夠擁有一個(gè)更客觀(guān)的衡量標準”，孟懷宇博士表示。

為實(shí)現光電芯片間的高效集成，天樞采用光電混合3D TSV（Through Silicon Via，硅通孔）+ FlipChip（倒裝芯片）封裝技術(shù)。TSV的運用顯著(zhù)降低了光電芯片間的傳輸延遲，并提升了信號完整性和散熱性能，同時(shí)能夠節省芯片面積，為芯片設計提供更高的靈活性。孟懷宇博士表示：“曦智科技自創(chuàng )立之初就看到封裝對于光電集成的重要性并不斷努力攻克技術(shù)難關(guān)，TSV的成功落地解決了傳統封裝技術(shù)的瓶頸，其價(jià)值和意義是惠及整個(gè)光電混合產(chǎn)業(yè)的?！?/p>

在軟件方面，天樞搭載了曦智光電混合計算軟件棧，其算子庫包含RVV（RiscV Vector）算子，電矩陣（dMAC）加速算子，光矩陣（oMAC）加速算子, 支持CV類(lèi)和LLM類(lèi)模型，以及non-AI算子，如Ising，LineSolver等。用戶(hù)借助曦智編譯器，可以靈活地運用這些算子來(lái)構建高效的應用模型。此外，平臺還支持用戶(hù)自定義算子，通過(guò)OpenCL C/C++語(yǔ)言進(jìn)行編譯和優(yōu)化，進(jìn)一步擴展了算法開(kāi)發(fā)的靈活性。

曦智科技光電混合計算卡“曦智天樞”

曦智科技的軟件棧與主流框架如Pytorch和ONNX深度集成，客戶(hù)可以通過(guò)軟件棧直接使用天樞的光矩陣和電矩陣加速單元對模型和算法進(jìn)行加速和驗證，也可以將模型通過(guò)曦智編譯框架編譯部署在端側進(jìn)行推理。通過(guò)軟件棧，天樞成功運行了深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )模型ResNet50及AI大語(yǔ)言模型LlaMA 2，首次實(shí)現了光電混合計算在商業(yè)化場(chǎng)景中的應用。

曦智科技首席運營(yíng)官王瀧表示：“天樞的背后，是曦智科技硅光、數字、模擬、封裝、系統、軟件等團隊協(xié)同的成果，我們希望有更多的開(kāi)發(fā)者和生態(tài)伙伴，通過(guò)天樞和我們一起探索光電混合算力更廣闊的應用場(chǎng)景，向著(zhù)光電混合算力商業(yè)化的方向共同前行?！?/p>

曦智科技已啟動(dòng)下一代光電混合計算產(chǎn)品的研發(fā)，曦智科技創(chuàng )始人兼首席執行官沈亦晨博士表示：“未來(lái)產(chǎn)品將會(huì )進(jìn)一步提升計算能力，以支持更為復雜的商業(yè)化應用場(chǎng)景，為人工智能、算力中心提供新型算力支撐?！?/p>

關(guān)于曦智科技

曦智科技成立于2017年，是全球領(lǐng)先的光電混合算力提供商。公司秉持“馭光突破算力邊界”的愿景，憑借在集成光子領(lǐng)域的開(kāi)創(chuàng )性技術(shù)和全球頂尖的半導體技術(shù)研發(fā)團隊，致力于在算力需求大爆發(fā)的時(shí)代，通過(guò)光電混合算力新范式，為客戶(hù)提供一系列算力提升解決方案，共建更智能、更可持續的世界。