中国研发出超越Nvidia A100的光子芯片，AI计算速度提升3000倍！

目前，市场上最先进的AI芯片之一是美国Nvidia公司的A100，它可以达到312 TFLOPS（万亿次浮点运算）的计算速度，但是也需要消耗250瓦的电力。

那么，有没有可能开发出一种更快更节能的AI芯片呢？答案是肯定的！

近日，清华大学自动化系和电子工程系的研究团队，在国际顶尖学术期刊《自然》上发表了一篇论文，介绍了他们研发出的一种全新的光子芯片——ACCEL（全模拟电子光子结合芯片）。这种芯片利用光子（光的基本粒子）进行计算，而不是电子，从而大幅提高了计算速度和能效。

ACCEL芯片在实验室测试中表现出惊人的性能，达到了4.6 PFLOPS（千万亿次浮点运算）的计算速度，这是Nvidia A100的3000倍！而且，ACCEL芯片只消耗了0.06毫瓦的电力，比A100节能400万倍！这样的性能简直令人震惊！

那么，ACCEL芯片是如何实现这样的突破呢？其实，光子芯片并不是一个新鲜的概念，早在上个世纪就有人提出过。

但是，由于控制光子非常困难，以往的光子芯片都需要依赖电流进行计算。而ACCEL芯片则采用了一种全新的设计思路，将光子与电子结合起来，形成了一个全模拟计算架构。

具体来说，ACCEL芯片由两部分组成：一个电子部分和一个光子部分。电子部分负责接收输入数据，并将其转换为模拟信号；光子部分负责对模拟信号进行运算，并将结果输出。这样，就避免了在光电转换过程中产生的延迟和损耗。

ACCEL芯片还有一个特点就是它使用了一种非常成熟和经济的晶体管制造工艺——0.18微米CMOS工艺。这种工艺已经有20多年的历史，但是却能够制造出如此高性能的芯片。

这说明了中国在半导体领域已经具备了相当强大的基础能力。当然，如果使用更先进的制造工艺或者更精密的光刻技术，ACCEL芯片还有进一步优化的空间。

不过，ACCEL芯片也并不是完美无缺的。由于它采用了全模拟计算架构，它只能够处理一些特定的问题，比如高分辨率的图像识别、低光照的计算、交通识别等。

它不能够运行各种程序或者压缩文件，也不能够进行精确的数值计算。因此，ACCEL芯片目前还不适合用于电脑或者手机等设备，但是却非常适合用于可穿戴设备、电动汽车、智能工厂等领域，这些领域都是AI大规模应用的重要方向。