Parallel convolutional processing using an integrated photonic tensor core

光子学 计算机科学 可扩展性 计算机硬件 计算 电子工程 光学计算 带宽(计算) 光子集成电路 传输(电信) 集成电路 多核处理器 计算科学 延迟(音频) 探测器 硅光子学 光学(聚焦) 云计算 光开关 信号处理 数据传输 并行计算 并行处理 光纤 卷积神经网络 光子
作者
J. Feldmann,N. Youngblood,M. Karpov,H. Gehring,X. Li,M. Stappers,M. Le Gallo,X. Fu,A. Lukashchuk,A. S. Raja,J. Liu,C. D. Wright,A. Sebastian,T. J. Kippenberg,W. H. P. Pernice,H. Bhaskaran
出处
期刊:Nature [Nature Portfolio]
卷期号:589 (7840): 52-58 被引量:1583
标识
DOI:10.1038/s41586-020-03070-1
摘要

With the proliferation of ultra-high-speed mobile networks and internet-connected devices, along with the rise of artificial intelligence, the world is generating exponentially increasing amounts of data - data that needs to be processed in a fast, efficient and smart way. These developments are pushing the limits of existing computing paradigms, and highly parallelized, fast and scalable hardware concepts are becoming progressively more important. Here, we demonstrate a computational specific integrated photonic tensor core - the optical analog of an ASIC-capable of operating at Tera-Multiply-Accumulate per second (TMAC/s) speeds. The photonic core achieves parallelized photonic in-memory computing using phase-change memory arrays and photonic chip-based optical frequency combs (soliton microcombs). The computation is reduced to measuring the optical transmission of reconfigurable and non-resonant passive components and can operate at a bandwidth exceeding 14 GHz, limited only by the speed of the modulators and photodetectors. Given recent advances in hybrid integration of soliton microcombs at microwave line rates, ultra-low loss silicon nitride waveguides, and high speed on-chip detectors and modulators, our approach provides a path towards full CMOS wafer-scale integration of the photonic tensor core. While we focus on convolution processing, more generally our results indicate the major potential of integrated photonics for parallel, fast, and efficient computational hardware in demanding AI applications such as autonomous driving, live video processing, and next generation cloud computing services.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
2秒前
Wish完成签到,获得积分10
3秒前
5秒前
王高阳发布了新的文献求助10
7秒前
thorndikescat应助司徒元瑶采纳,获得10
8秒前
8秒前
所所应助合法合规采纳,获得10
8秒前
洪七公完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
9秒前
9秒前
ZS完成签到,获得积分10
10秒前
Jasper应助犹豫晓啸采纳,获得10
10秒前
淡淡太兰完成签到 ,获得积分10
10秒前
cdercder应助李李采纳,获得10
12秒前
13秒前
木林完成签到,获得积分10
14秒前
17秒前
贪玩的幻姬完成签到,获得积分10
17秒前
18秒前
调皮初蝶发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
HLQF完成签到,获得积分10
19秒前
20秒前
20秒前
123发布了新的文献求助10
21秒前
hhxyzj发布了新的文献求助10
23秒前
sunshine完成签到,获得积分10
23秒前
隐形曼青应助科研小白采纳,获得10
24秒前
CipherSage应助397753034采纳,获得10
25秒前
合法合规发布了新的文献求助10
25秒前
犹豫晓啸发布了新的文献求助10
26秒前
wj发布了新的文献求助10
26秒前
酷波er应助hhh采纳,获得10
27秒前
29秒前
HHZ完成签到,获得积分10
29秒前
打打应助以恒之心采纳,获得10
31秒前
31秒前
31秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Introducing the Learning Sciences 1000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场现状调查及投资机会研判报告 1000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场规模及竞争格局分析报告 1000
Resiliency Scale for Adolescents--Chinese Version 800
48V Low-voltage Power Distribution Network (PDN) Architecture Industry Report, 2024 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7325931
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8941122
关于积分的说明 18960451
捐赠科研通 6982280
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3215711
关于科研通互助平台的介绍 2382867
邀请新用户注册赠送积分活动 2195052