美科学家发明新型芯片可降低能源消耗消耗能源费

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该芯片首次将本杰明·富兰克林奖章获得者纳德·恩赫塔 (Nader ) 在纳米级材料操控方面的开创性研究与硅光子 (SiPh) 平台相结合。 前者涉及利用光进行数学计算； 后者使用硅，这是一种用于大规模生产计算机芯片的廉价且丰富的元素。

光波与物质的相互作用代表了一种开发不受当今芯片限制的计算机的可能方法。 新芯片的原理与 20 世纪 60 年代计算革命初期的芯片基本相同。

研究人员在论文中描述了该芯片的开发过程。 他们的目标是开发一个执行向量矩阵乘法的平台。 向量矩阵乘法是神经网络（为当今人工智能工具提供动力的计算机架构）的开发和功能中的核心数学运算。

解释说，他们可以使硅晶圆更薄，比如 150 纳米，并使用高度不均匀的硅晶圆，但仅限于特定区域。 在不添加任何其他材料的情况下，这些高度的变化提供了一种控制光在芯片中传播的方法，因为高度的变化可以导致光以特定的图案散射，从而使芯片能够以光速执行数学计算。

除了速度更快、能耗更少之外，新芯片还具有隐私优势。 由于许多计算可以同时执行，因此无需在计算机的工作内存中存储敏感信息，使得未来使用此类技术的计算机几乎不可能被黑客攻击。

【主编圈子】

计算机的效率取决于什么？ 本质上取决于其各个部件的运行速度和排列密度，而与电相比，光在这两方面都更加理想。 使用光束代替电子或电流进行计算和存储可以处理更大量的信息并具有更高的计算速度，同时消耗很少的功率。 无疑更适合未来人工智能和人机交互的计算时代。 本文的研究具有巨大的潜力和优势，但需要进一步发展以实现商业应用。