用于邊緣計(jì)算的基于玻璃的光子芯片

在接受總部位于以色列的 Cognifiber 采訪時(shí)，All About Circuits 了解到一種新的玻璃基芯片，可以滿足邊緣計(jì)算的安裝需求。

Cognifiber是一家專注于光子計(jì)算硬件的深度技術(shù)公司，幾個(gè)月前宣布了一種新的基于玻璃的光子芯片，該芯片可以顯著提高計(jì)算能力，同時(shí)支持更小的邊緣設(shè)備。

Cognifiber 由擁有電氣工程、生物學(xué)和神經(jīng)科學(xué)背景的 Eyal Cohen 博士和企業(yè)家兼巴伊蘭大學(xué)工程學(xué)院院長(zhǎng) Zeev Zalevsky 教授于 2018 年創(chuàng)立。

Eyal Cohen 博士，Cognifiber 的聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官。圖片由 Cognifiber 提供

“在完成我的博士學(xué)位后，我求助于 Zalevsky 教授，并提議我們研究光子學(xué)中的深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)，”科恩博士解釋說(shuō)?！芭c Mickey London 教授（希伯來(lái)大學(xué)大腦研究中心）一起，我們發(fā)明并實(shí)施了一項(xiàng)突破性技術(shù)，徹底改變了計(jì)算世界。兩年后，我們撰寫(xiě)了我們的第一項(xiàng)專利，并在 Nature's Scientific Reports (2016) 上發(fā)表了一篇經(jīng)過(guò)同行評(píng)審的論文。Zeev 和我于 2018 年 5 月創(chuàng)立了 Cognifiber，并于 2019 年 1 月完成了第一輪融資，并在以色列羅什哈因建立了公司總部，距離特拉維夫以東 20 分鐘車程?！?br />

“革命性”的玻璃基芯片

由 Cohen 博士、Zalevsky 教授和 London 教授開(kāi)發(fā)的芯片與之前提出的光子芯片有很大不同。

“首先，我們?cè)诠庾酉到y(tǒng)中執(zhí)行純光子從頭到尾的計(jì)算，這使我們能夠避免在計(jì)算過(guò)程中進(jìn)行任何內(nèi)存讀寫(xiě)，從而顯著加快計(jì)算速度，”科恩博士說(shuō)?！敖酉聛?lái)，我們不依賴相干光源，這使我們能夠避免可能影響硅光子芯片計(jì)算質(zhì)量的相位噪聲。”

Cognifiber 生產(chǎn)的芯片依賴于現(xiàn)成的光纖和光通信設(shè)備。Cognifiber 表示，這顯著提高了其可靠性并延長(zhǎng)了其使用壽命，從而減少了平均故障間隔時(shí)間 (MTBF)。

“我們的方法將光纖內(nèi)功能與光纖通信設(shè)備相結(jié)合，克服了接口問(wèn)題并提供了 100 倍的速度，同時(shí)消耗了當(dāng)今領(lǐng)先的基于硅的解決方案所使用的能量的一小部分，”Cohen 博士解釋說(shuō)。

據(jù)說(shuō) Cognifiber 的玻璃基芯片中包含的光纖組件很容易與現(xiàn)有的光學(xué)系統(tǒng)集成，并與不同波長(zhǎng)的標(biāo)準(zhǔn)幅度編碼源一起工作，這將極大地促進(jìn)它們的廣泛采用。該團(tuán)隊(duì)的技術(shù)可以在一個(gè)簡(jiǎn)單的芯片上整合多種功能，促進(jìn)現(xiàn)有設(shè)備的小型化。

“通過(guò)使用神經(jīng)形態(tài)方法和分布式架構(gòu)，我們的玻璃芯片不會(huì)像傳統(tǒng)系統(tǒng)架構(gòu)中那樣發(fā)揮核心作用，”科恩博士說(shuō)。“這種分布式方法簡(jiǎn)化了我們芯片的設(shè)計(jì)和制造，并大大提高了它們的產(chǎn)量和可靠性。”

玻璃相對(duì)于硅的優(yōu)勢(shì)

Cognifiber 代表解釋了光子芯片相對(duì)于現(xiàn)有基于硅的芯片的眾多優(yōu)勢(shì)。首先，玻璃比硅更容易獲得且更實(shí)惠。它也不太容易退化和過(guò)熱。

玻璃基板與硅和有機(jī)層壓板的比較。圖片由Samtec提供

“困難的事實(shí)是，對(duì)于硅光子來(lái)說(shuō)，由于芯片的尺寸和制造的復(fù)雜性，產(chǎn)量非常低，”科恩博士說(shuō)?！拔覀兊男酒粫?huì)面臨這些問(wèn)題。它們可以在不依賴傳統(tǒng)晶圓廠的情況下創(chuàng)建，允許本地分布式制造，而無(wú)需高昂的前期基礎(chǔ)設(shè)施成本。使用玻璃還具有重要的商業(yè)意義，例如降低制造成本、降低每個(gè)芯片的功耗以及提高運(yùn)營(yíng)成本?！?/p>

Cognifiber 團(tuán)隊(duì)估計(jì)，他們基于玻璃的芯片可以將計(jì)算能力提高 100 倍，并將訓(xùn)練人工智能 (AI) 和機(jī)器學(xué)習(xí) (ML) 算法所需的成本降低 80%。

邊緣計(jì)算玻璃的潛力

Cognifiber 團(tuán)隊(duì)表示，雖然新的基于玻璃的芯片可能會(huì)增強(qiáng)許多計(jì)算領(lǐng)域，但它們對(duì)于邊緣計(jì)算應(yīng)用可能特別有前途。

“縮小尺寸將更容易以更低的功耗將計(jì)算能力提升到邊緣，”科恩博士說(shuō)。“在系統(tǒng)層面，系統(tǒng)的小型化和顯著降低的功耗支持主要系統(tǒng)的擴(kuò)展。例如，兩個(gè)采用我們的玻璃和纖維技術(shù)的機(jī)架可以處理超過(guò)今天 20 個(gè)機(jī)架的處理能力?！?/p>

Cognifiber 團(tuán)隊(duì)專注于擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，以促進(jìn)即將到來(lái)的增長(zhǎng)和銷售階段。

“我們很高興能成為全球生產(chǎn)后檢測(cè)過(guò)程自動(dòng)化努力的一部分。典型的關(guān)鍵尺寸遠(yuǎn)大于電子產(chǎn)品，使檢查更加容易，”科恩博士說(shuō)?！霸诮酉聛?lái)的幾周內(nèi)，我們將評(píng)估新的芯片設(shè)計(jì)，以優(yōu)化我們的性能。我們有很多未來(lái)可以探索的方向，但目前我們專注于將我們的產(chǎn)品推向市場(chǎng)?！?br />
審核編輯 黃昊宇