中国开发新芯片，算力提升3000倍！

1965年，英特尔创始人之一戈登·摩尔提出影响芯片行业半个多世纪的“摩尔定律”：预言每隔约两年，集成电路可容纳的晶体管数目便增加一倍。清华大学自动化系戴琼海院士团队提出了一种“挣脱”摩尔定律的全新计算架构：光电模拟芯片，视觉任务中实测，算力达到目前高性能商用芯片的3000余倍。

光电计算芯片ACCEL的计算原理和芯片架构。图片来源：《自然》杂志

据了解ACCEL芯片的光学芯片部分只要采用百纳米级别工艺，而电路部分更是可以采用180纳米CMOS工艺就能生产这种芯片，用如此落后的工艺却能将芯片性能提升3000倍，与当前的7纳米工艺芯片性能相当。

尤为难得的是用如此落后的工艺，却能拥有超低的功耗，它的功耗只有现有硅基芯片的400万分之一，这样的超低功耗对于芯片行业具有极为重要的意义。

耗电已成为当下数据中心最头疼的问题，据分析数据指出数据中心的电力当中有七成耗电浪费在芯片发热以及为散热而建设的空调系统上，为了降低电力消耗，微软将数据中心建在海底，Facebook将数据中心建设在北极圈。

ACCEL芯片的超低功耗，可以大幅降低耗电量，一旦这种芯片实现商用，数据中心将无需再建设空调系统，也无需再选择在低温的北极圈建设，而且还能大幅节省数据中心占用的土地。

目前限制芯片集成极限的一个关键因素，就是过高密度带来的散热难题。而在超低功耗下运行的光电融合芯片将有助于大幅度改善芯片发热问题，为芯片的未来设计带来全方位突破。

更进一步，该芯片光学部分的加工最小线宽仅采用百纳米级，而电路部分仅采用180nm CMOS工艺，已取得比7纳米制程的高性能芯片多个数量级的性能提升。与此同时，其所使用的材料简单易得，造价仅为后者的几十分之一。

科幻电影《流浪地球》中，人工智能系统Moss仅几秒钟便可遍历所有拯救地球的方案。在清华大学团队提出的超高性能光电芯片下，“未来计算机”的诞生似乎已不再遥远。光电融合的新型架构，不仅开辟出这项未来技术通往日常生活的一条新路径，还对量子计算、存内计算等其他未来高效能技术与当前电子信息系统的融合深有启发。

论文通讯作者之一戴琼海院士介绍道：“开发出人工智能时代的全新计算架构是一座高峰，而将新架构真正落地到现实生活，解决国计民生的重大需求，是更重要的攻关，也是我们的责任。”《自然》期刊特邀发表的该研究专题评述也指出，“或许这枚芯片的出现，会让新一代计算架构，比预想中早得多地进入日常生活。”

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