新突破！| 超高速光电计算芯片效率惊人，算力提升3000倍 ！

       科技日报消息，清华大学自动化系戴琼海院士、吴嘉敏助理教授与电子工程系方璐副教授、乔飞副研究员联合攻关，他们研发的ACCEL光电计算芯片，在多项复杂智能视觉任务中，达到现有高性能芯片相同准确率的同时，国际首次实测算力提升三千余倍，能效提升四百万余倍，为超高性能芯片研发开辟全新路径。

       相关成果发表在《自然》杂志。

       实现算力飞跃并非易事，特别是当前传统的芯片架构，受限于电子晶体管大小逼近物理极限。全新计算架构成为破局的关键。光计算以其超高的并行度和速度，被认为是未来颠覆性计算架构的最有力竞争方案之一。

      光计算，顾名思义是将计算载体从电变为光，利用光在芯片中的传播进行计算。面对以光速计算的诱人前景，数年来海内外知名科研团队相继提出多种设计，但要替代现有电子器件实现系统级应用，仍面临重大瓶颈：

       一是如何在一枚芯片上集成大规模的计算单元（可控神经元），且约束误差累计程度；

       二是实现高速高效的片上非线性；

      三是为兼容目前以电子信号为主体的信息社会，如何提供光计算与电子信号计算的高效接口。当前常见的模数转换功耗，较光计算每步乘加运算高出多个数量级，掩盖了光计算本身的性能优势，导致光芯片难以在实际应用中体现出优越性。

       为解决这一国际难题，清华大学团队创造性地提出了模拟电融合模拟光的计算框架，构建可见光下的大规模多层衍射神经网络实现视觉特征提取，利用光电流直接进行基于基尔霍夫定律的纯模拟电子计算，两者集成在同一枚芯片框架内，完成了 “传感前 + 传感中 + 近传感” 的新型计算系统。极大地降低了对于高精度 ADC 的需求，消除传统计算机视觉处理范式在模数转换过程中速度、精度与功耗相互制约的物理瓶颈，在一枚芯片上突破大规模集成、高效非线性、高速光电接口三个关键瓶颈。

      光电计算芯片ACCEL的计算原理和芯片架构（见下图）。