维度网讯,上海光计算企业光本位科技与东方天算联合启动全球首颗天基光计算卫星载荷的研制,计划将光计算技术首次应用于太空工程化场景。
太空算力竞赛正变得日趋激烈。马斯克预测,到2032年太阳能驱动的太空人工智能卫星可能成为全球成本最优的算力方案。英伟达首席执行官黄仁勋今年三月也指出,任何生成数据的地方都必须有智能存在。然而,太空计算面临严峻的工程挑战:真空环境中芯片散热困难,高能粒子辐射容易导致计算错误。
光本位科技采用光计算技术尝试绕开这些难题。该公司认为,光计算以光子作为计算信息载体,光子不带电荷,天然不受高能粒子干扰,无需特殊辐射防护。光在波导中传播完成计算时几乎不产生热量,静态功耗理论上趋近于零,这些特性与卫星能源受限、散热困难的约束条件高度契合。此外,在相同载荷重量下,光计算芯片所需的配套散热结构和能源系统更轻更小,可容纳更多算力。
光本位科技研究院副院长蒲华楠表示,电计算芯片性能提升长期依赖微缩制程,当晶体管栅极间距缩小到一定程度,量子隧穿效应会导致漏电和计算错误。光计算芯片不依赖极紫外光刻机主导的先进制程,现有45纳米以上乃至亚微米级制程即可满足制备需求,算力提升依靠扩大光计算规模和利用光子的波长、偏振等多重复用维度,发热量和功耗可保持平稳。
光本位科技目前是全球唯一同时实现光子存内计算和玻璃基光计算的公司。光子存内计算使大模型参数可直接存储在芯片内部,省去数据频繁搬运环节,计算延迟降至传统光计算方案的十分之一。基于该技术路线,公司研制出全球最大算力密度的光计算芯片,已多次流片验证并实现产品级应用。该公司去年推出第一代光电融合计算卡并完成在金融垂类大模型上的部署,第二代计划于今年年内推出。
从地面到太空,蒲华楠认为光计算还需跨过工程化这道坎。火箭发射阶段的剧烈震动对芯片封装的结构稳定性构成考验,入轨后还需完成能源、热控、通信的系统级验证。双方分工明确:东方天算牵头载荷研制、空间抗辐照加固、热控、能源适配和在轨验证全流程;光本位科技提供光计算芯片架构、算力引擎和软件生态支撑。目前联合研制的光计算载荷所用光电融合计算卡单卡算力已达300万亿次操作每秒(TOPS),支持INT8和FP8多精度推理,已开展在轨环境试验验证。
光本位科技表示,其目标是构建从材料、封装到光芯片、电芯片,从计算节点到节点互联、再到完整软件栈的全套光计算系统,为客户提供基于实际需求的光算、光联、光传灵活组合解决方案。该路径与英伟达从单张GPU演进到集群级解决方案的逻辑相似,但底层技术路线不同。
当前天基计算行业仍处于发展极早期阶段,技术验证、系统集成、规模部署各环节仍有大量工程难题有待突破。星载平台供能资源受限、太空芯片迭代周期、低成本规模入轨等都是天基计算从试验走向商业化必须跨越的门槛。计算芯片及系统的技术路线选择,将决定未来算力星座的能力天花板。
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