逛完南京算力展:光子计算到底是不是下一场算力革命

9月23号在南京逛行业算力展,挤了三小时,满脚都是汗。大半展台都在扯AI大模型缺算力,喊得嗓子都哑了。转着转着,就撞见了光子计算的展台。不是那种只放海报吹概念的,真摆了半人高的小样机,插着电在跑。

我站在那边看了十分钟,技术小哥过来搭话,开口就说,别把我们当骗经费的,你看这个模型跑出来的结果,真的比同功耗GPU快一倍。我凑过去看,屏幕上跳出来的识别结果,速度快得确实肉眼可见。

为啥现在全行业都在盯着光子计算?

说白了,电子芯片已经被逼到墙角了。摩尔定律停了快十年,现在最先进的工艺已经往3nm往下走,再往下挤,每提升一点性能,成本翻好几倍。更要命的是,电子在铜线里跑,速度快了就发热,就串信号,你把芯片堆得再满,功率上去了,数据中心的空调都扛不住。

现在OpenAI自己都承认,训练一次GPT级别的大模型,耗电量够一个中小镇子用小半年。未来更大的模型出来,算力缺口只会越来越大,总不能靠烧钱堆GPU机房吧?

光子天生就比电子适合干这个。光子不需要导线,不同波长的光可以一起走,互不干扰,天生就是并行计算的料子。同样的计算量,跑起来功耗不到电子芯片的十分之一,速度还能翻好多倍。

光子计算芯片并行光信号传输示意图
光子计算芯片并行光信号传输示意图

说实话,光子计算这个概念真不是现在才炒出来的,半个世纪前就有科学家在研究了。为啥现在突然火到出圈?还不是AI把电子计算的存量吃光了,资本和行业都在找下一个出口,刚好光子计算走到了样机阶段,就被推到台前了。

别被带节奏:光子计算不是要取代电子计算机

我刷短视频的时候,见过太多标题党,说什么光子计算即将取代硅芯片,手机十年后就能装光子芯片。全是瞎扯。

现在全世界能拿出来的光子计算产品,全都是专用AI加速芯片,根本做不了通用计算。你现在用来刷抖音、写文档、玩游戏的核心处理器,未来二三十年,肯定还是电子芯片的天下,这个一点悬念都没有。

光子计算最擅长的活,就是大模型里占了90%计算量的矩阵乘法。说白了,就是给AI算矩阵乘矩阵,这个活光子干起来,比电子顺风顺水多了。现在的GPU做矩阵计算,要一个接一个算,光子可以几百个路一起并行,速度自然快,功耗还低。

光子计算AI加速核心芯片实验室实拍
光子计算AI加速核心芯片实验室实拍

不过话说回来,我在展会上就问过那个技术小哥,你们这玩意现在能卖吗?人家实话实说,现在连良率都还没稳定,一块芯片做十个可能只有一个能用,成本高得离谱,根本到不了商业化阶段。很多公司吹得天花乱坠,就是故意藏起了“专用”两个字,把概念炒大了好拿融资。

藏在聚光灯背后的真问题

藏在聚光灯背后的真问题
藏在聚光灯背后的真问题

光子计算要真的落地进数据中心,还差好几个坎要跨。

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第一个坎就是光源。你要把成百上千个微小激光器集成到一块指甲盖大的芯片上,现在的工艺做出来,不仅贵,还容易坏,寿命也短。要是哪天换光源比换GPU还勤,谁用得起啊?

第二个坎是光损耗。光子在芯片里走一圈,能量会耗掉不少,耗完了你得放大,放大就需要额外的器件,既占地方又增加功耗,把光子本身低功耗的优势都冲没了。现在实验室里的样品做得小,问题不明显,真要做大尺寸的芯片,这个问题绕不开。

第三个坎是接口。光子算完了,结果得转成电子信号传给电子芯片处理吧?现在这个转换的成本和延迟都很高,你光子算得再快,转信号转半天,整体速度还是上不去。这个衔接问题,现在还没有找到低成本的通用解决方案。

我之前也觉得光子计算就是个画了几十年的大饼,直到那天在展台上亲眼看见它跑通了小模型,才改变了想法。它不是什么改变世界的黑魔法,也不是骗钱的骗局,就是人类在算力不够用的时候,找出来的一条新出路。

现在能看见的进展其实很快,五六年前还只能做几个比特的计算,现在已经能跑16比特的AI推理了,大厂和科研院所砸进去的钱越来越多,进度只会越来越快。最先落地的肯定是数据中心的AI加速,一块光子加速卡顶好几块GPU,还省电费,对云厂商来说,这个吸引力足够大。

那天从展馆出来,坐一号线回酒店,风从地铁窗户吹进来,把手里的资料吹得哗啦响。其实科技这回事,从来不是突然从天而降的革命,都是一点点磨,从满是问题的样机,到能用的产品,磨个十几二十年太正常了。

光子计算能不能成,现在没人敢打包票。但至少,它是现在看得见摸得着的,能填一部分算力缺口的方向,仅此一点,就值得多看两眼。

至于什么时候能改变我们的生活?走着瞧呗。

作者|科技

排版|科技

审核|乐乐

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