美国费了这么大劲限制中国的芯片,本质上就限制一样东西硅。全世界的电脑手机跑AI的服务器,底层逻辑全一个样,靠电子在硅片上挤来挤去干活,谁攥住了最先进的硅工艺,谁就等于攥住了所有人的命根子。
可上海前阵子悄悄干了一件事,等于当面跟美国摊牌,你攥着的这根命根子,我打算不要了。上海交通大学挂牌成立了一个新实验室,叫上海集成光子计算芯片与系统重点实验室。
据解放日报报道,这是中国头一个专门干光子计算,还把高校和产业捆在一块的平台,光子计算是把算力顶上去的一条重要路子,在带宽、延迟、能耗这几样上都有优势,那么问题就来了,光子计算到底是个啥东西?凭什么敢跟硅芯片叫板?
传统芯片靠电子在硅里面跑,电子跑的不算快,还特别爱发热的,挤得越密热量越压不住。光子芯片换了个完全不同的思路,直接拿过来传数据做运算,光跑的比电子快太多,发热又少的可怜。同一道运算,光子片能跑得更猛,耗的电却只有传统芯片的一个零头。速度顶上去了,电费还往下掉,这就是光最厉害的地方。
还有一层,很多人没想到现在AI算力被掐住脖子,很多时候不是单个芯片算的不够快,是芯片跟芯片之间传数据太慢太费电,光天生就是传信息的好手,用光来连带宽一下就上去了,延迟还压得很低。再加上发热这块,传统数据中心很大一块电压更不是花在算上,是花在给机器降温上,机器太烫要拿空调和水玩命浇,光子芯片热量小,连散热这笔开销都能跟着砍下去。
为什么偏偏是现在呢?这几年AI烧钱烧电有多疯,大家都看在眼里。模型一个比一个大,训练一遍烧掉的电够一座小城市用上了半天。全球科技公司都在抢算力,数据中心一座挨一座的盖,有些地方的电网都快被薅秃了,可偏偏硅芯片已经快摸到物理天花板了,晶体管往小了做,越做越费劲。
第三,光子芯片有个要命的优点,而不一定非要靠最先进的光刻机来造,美国这几年恰脖子,核心就是掐最高端的光刻设备,和清华搞出来一款光电融合的芯片,最关键的一点在于,它用成熟工艺就能造,中芯国际现有的产线就能上,根本不用去求最尖端的光刻机,美国这把刀本来是针对最先进的硅工艺去的,结果中国一换赛道,这刀直接砍空了。可能有人要问,光这条路是不是中国自己关起门来吹的?还真不是,美国一边限制中国的硅,自己一边也在闷头搞光,美国有家公司专门做光子互联,把芯片和芯片之间用光连起来,带宽高还省电,估值被捧得老高,还跟英伟达的生态绑到了一块,这说明啥?光子计算压根不是什么民科幻想,是全球公认的下一个主战场,区别只在于美国想拿光给现有的硅系统打补丁,中国想直接拿光从头另搭一套。光说概念,你可能没有看到这个实验室手里到底攥了多少真东西。早在2021年,就在国际顶级期刊上发过光学智能计算芯片的成果,拿一个光子芯片跑医学图像重建出来质量逼近32位电脑的理想水平。2023年又上了个台阶,搞出光子张量处理芯片做视频里的动作,识别准确率达到了97.9%,你最理想的水平就差那么一丁点,这些都是实打实登在自然和科学与应用上的东西。
更猛的还在后头,上海交大和清华联手憋了个大招,搞出一款光子芯片,成果直接发生了科学。
这个芯片用的是三维堆叠结构,光子神经元一层一层摞起来,能一口气把一整张复杂图像处理掉。团队宣称在图像生成、视频生成这类活上,它的速度和能效能比英伟达最顶的芯片快上100倍。同样大的一块地方还能塞进100倍的算力,这数字听着确实有点吓人。不过话又说回来,这里必须给热度泼盆冷水。
第一,这些光子芯片它眼下还无法顶替英伟达的显卡,更像是专门给某几类特定活动做出来的机器图像视频。这种任务上猛的很,换个别的活就未必灵了。
第二,想把光子计算理论上的性能真正榨干净。中间还压着一堆基础科学的硬骨头没啃下来,这也正是新实验室往后要死磕的地方。光子芯片要落地,光有想法不够,要把芯片架构怎么搭规和光怎么集成到一块,配套的光器件怎么做,上面跑的算法怎么写,一直到最后怎么变成卖得出去的产品,全都要一关一关趟过来。好处就是这条道美国暂时还真没法限制。因为光子芯片能绕开最尖端的光刻机,能用成熟工艺落地,还正好踩在AI最缺算力、最怕费电的命门上,谁先在光这条路上把活跑通,谁就有本事把整张桌子重新掀一遍。