초저지연 대규모 집적 포토닉 가속기

집적 포토닉스, 특히 실리콘 포토닉스는 단거리 통신, 자율주행, 바이오센싱, 포토닉 컴퓨팅 등 다양한 분야에서 유망한 기술로 부상하고 있습니다. 인공지능 발전으로 컴퓨팅 수요가 급증하면서 포토닉 컴퓨팅이 매력적인 대안으로 주목받고 있지만, 집적 포토닉스 시스템을 확장하는 데는 상당한 기술적 난제가 존재합니다. 이는 주로 집적 포토닉스 제조의 미성숙과 포토닉스를 포함하는 고급 패키징 솔루션의 부족에서 기인합니다. 본 연구에서는 16,000개 이상의 포토닉 구성요소를 포함하는 대규모 집적 포토닉 가속기를 개발했습니다. 이 가속기는 표준 선형 행렬 곱셈-누산(MAC) 기능을 수행하도록 설계되었으며, 최대 1GHz 주파수의 고속 컴퓨팅과 사이클당 3ns의 초저지연을 제공합니다. 포토닉 행렬 MAC 연산을 지원하는 논리, 메모리 및 제어 기능은 공동 집적된 전자 칩에 설계되었습니다. 상업적 규모에서 전자 및 포토닉 칩을 원활하게 통합하기 위해 혁신적인 2.5D 하이브리드 고급 패키징 접근 방식을 활용했습니다. 이 가속기 시스템 개발을 통해 컴퓨팅 지연 시간에 크게 의존하는 이징 문제의 휴리스틱 솔버에 대해 초저 컴퓨팅 지연 시간을 입증했습니다. 단일 칩에 16,000개 이상의 구성요소를 통합하여 MAC 연산을 처리하는 대규모 포토닉 가속기는 상용 GPU와 비교하여 초저지연 및 단축된 컴퓨팅 시간을 보여주었습니다. 이는 고성능 컴퓨팅 분야에서 포토닉스 기술의 잠재력을 시사합니다.