十倍处理速度!日本TDK公司称取得重大光学突破能解决AI关键瓶颈
4月16日讯(编辑 潇湘)日本TDK公司当地时间周二(4月15日)宣称,其取得了一项重大光学技术突破,新技术的数据处理速度可达现有电子器件的10倍,从而有望解决制约生成式人工智能发展的关键瓶颈。
这家苹果公司的供应商称,它们已经展示了全球首个“自旋光电探测器”,该探测器结合了光学、电子和磁性元件,能实现20皮秒(1皮秒等于1万亿分之一秒)的响应时间,未来有望取代现有的基于半导体的光电探测器,后者目前被广泛用于芯片间数据传输。
目前,现有处理器之间的数据传输,是通过电子信号进行,但随着AI数据愈发庞大,以更高的速度、更低的能耗实现海量数据传输,已成为人工智能技术演进的必由之路。
TDK下一代产品开发中心高级经理Hideaki Fukuzawa表示,AI处理器传输数据的速度,眼下受到了当前电子技术的严重限制。
“数据传输是人工智能的最大瓶颈,而不是GPU的性能。由于我们可以突破目前的许多瓶颈,我们认为这项技术将改变人工智能和数据中心行业的游戏规则,”Fukuzawa称。
根据TDK在官方新闻稿中的介绍,由TDK构思与开发的这款磁性器件可探测近红外和可见光。TDK将其目前应用于数十亿个HDD磁头的磁隧道结(MTJ)技术应用于光子学领域的硬盘磁头。该技术的主要优势之一在于使用了单晶基板,因此不涉及晶体生长,且该器件的成型与基板材料无关。
相较而言,传统基于半导体的光电探测器在波长较短的情况下存在物理限制。
而由于自旋光电探测器的工作原理完全不同,且利用了电子加热现象,因此即使波长缩短,也能以超高速度运行。
值得一提的是,TDK表示,新器件还能降低功耗——这是人工智能数据中心扩展的另一个关键问题。
此外,用于增强现实和虚拟现实的智能眼镜以及高速图像传感器,也是该技术未来的潜在市场。而与抗宇宙射线能力较弱的传统半导体光感设备相比,MTJ元件也具备很强的抗宇宙射线能力,预计还能被用作航空航天应用领域的光探测元件。
日本大学电气工程教授Arata Tsukamoto作为合作研究方对该设备进行测试后评价称,“无论从科学还是技术角度看,自旋光电探测器都展现出非凡潜力。当前处理器间通过电信号传输数据,但AI所需的海量数据已要求转向速度更快的光学技术。”
TDK目前计划开展进一步测试,验证设备在超高速下的持续工作性能,目标在2026年3月底前向客户提供样品,未来3-5年内实现量产。
而尽管该技术尚不成熟,而且与集成电路设计人员一起建立该技术的生态系统也是一大挑战,但TDK相信,与其他解决方案相比,其设备可以减少晶圆工艺的数量,从而具有成本优势。
该设备是光子集成电路市场的一部分,根据技术研究机构IDTechEx的预测,由于生成式人工智能的需求,该市场规模将在未来十年扩大十倍以上,达到545亿美元。
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