用于高性能计算和人工智能加速器的光电集成电路

在过去几十年中，计算能力的需求激增，特别是随着人工智能（AI）的快速发展。随着我们进入后摩尔定律时代，传统电气数字计算的局限性，包括工艺瓶颈和功耗问题，推动了对替代计算范式的探索。在各种新兴技术中，集成光子学由于光的固有优势，如低延迟、高带宽和独特的多路复用技术，成为下一代高性能计算的有前景的解决方案。此外，配备丰富光电元件的光子集成电路（PIC）的进展，使光电集成电路成为高性能计算和硬件AI加速器的可行解决方案。在这篇综述中，我们调查了基于PIC的数字和模拟计算在AI方面的最新进展，探讨了实现的主要优点和障碍。此外，我们提出了一项全面的光子AI分析，从硬件实现、加速器架构和软硬件协同设计的角度进行探讨。最后，承认现存的挑战，我们强调了克服这些问题的潜在策略，并对光计算未来的驱动因素提供了见解。