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发表于 2026-07-30 21:59:00 股吧网页版
GPU之后,AI计算的下一代范式会是光吗?
来源:21世纪经济报道

  21世纪经济报道记者彭新

  “现在可以说已经真正到了空间光计算商业化的元年。”每刻深思创始人、董事长邹天琦近日在接受21世纪经济报道记者专访时表示。

  随着物理极限逼近,全球半导体行业正面临下一代制程放缓的严峻挑战,传统摩尔定律趋于失效。与此同时,大模型对AI运算规模与能效提出前所未有的要求,叠加光通信与光电子产业链的快速成熟,光计算正迎来新的商业化契机。

  近年来,学术界在持续探索光电融合计算。2023年,清华大学戴琼海、乔飞等人的团队研发的全模拟光电计算芯片ACCEL登上《自然》,通过融合模拟光学与模拟电子,展示了光电计算在高速视觉任务中的潜力。

  对此,《自然》评述指出:“或许这枚芯片的出现,会让新一代计算架构,比预想中早得多地进入日常生活。”2025年9月,微软英国剑桥研究院团队又在《自然》发表模拟光学计算机(AOC)研究,尝试利用三维光学与模拟电子协同处理AI推理和组合优化任务。

  每刻深思的技术团队具有清华背景。邹天琦介绍,团队自2020年起,在戴琼海、乔飞等人的带领下推进空间光计算产业化研究。目前,公司正沿着这条几经沉浮的技术路线持续探索,推动研发空间光计算处理器OPU。

  光计算迎产业化曙光

  光计算的历史远比当今多数AI芯片公司的历史更为悠久,其理论基础为惠更斯-菲涅耳衍射原理,最早可追溯至17世纪惠更斯提出的波动光学原理,以及19世纪菲涅耳对衍射理论的系统完善,本质上是利用光波的波动性质进行信息处理。

  到上世纪八九十年代,贝尔实验室等研究机构曾对数字光计算进行积极探索,但热潮很快消退。此后数十年间,光计算领域曾反复出现乐观预期,但在现实挑战下多次遇冷,未能发展成为主流通用计算技术方向。

  资本市场对光子计算路线的关注也在持续升温。2024年10月,美国光子计算公司Lightmatter完成4亿美元D轮融资,估值达到44亿美元;2026年1月,专注光子AI加速器的初创公司Neurophos完成1.1亿美元A轮融资,由比尔·盖茨旗下Gates Frontier领投,微软M12、Aramco Ventures、Bosch Ventures、Carbon Direct Capital等多家机构跟投,累计融资额接近1.2亿美元。

  随着大模型规模和调用量的持续增长,数据中心面临的压力已从算力供给扩展至存储、互联、功耗与能源等多个环节,逐渐演变为系统性挑战。目前,大模型参数量已从千亿级跃升至万亿级,头部厂商正加速向万亿规模迈进。邹天琦认为,传统电子芯片通过先进制程提升性能的难度与成本持续攀升,算力行业亟需在架构层面探索新方案。

  光计算之所以具备产业化的可能,得益于需求端与供应链两块短板同时补齐。邹天琦将其概括为“木桶效应”:过去,市场既缺少足够大规模的矩阵运算需求,也缺乏成熟、低成本的器件供应链。如今大模型补上了需求端的短板;光通信、光互连以及AR/VR显示产业的发展,进一步为光源、超表面和探测器等光计算核心器件提供了量产基础。

  当前,行业主流仍采用“电算光连”架构,即由电子芯片承担计算任务、光互连负责数据传输。英伟达、华为等厂商的光互连布局基本沿袭这一技术路径。实际上,光子在带宽、并行传输和传播速度上具有天然优势,已在光通信和数据中心互联中广泛应用,并被视为突破大模型算力瓶颈的前沿技术。

  不过,光运算精度目前仍低于电子数字芯片,且现有光子芯片多为专用型,通用性有限。邹天琦认为,随着光在智算中心中的参与程度提升,光电融合有望成为一种重要发展形态,“光算光连”则是每刻深思长期重点探索的方向。

  押注空间光计算

  光计算领域目前存在集成光子与空间光计算等多种技术路线。集成光子方案通常让光在芯片平面上的波导中传播和计算;空间光计算则利用光在自由空间中的传播,在三维空间内开展大规模并行运算,在特定矩阵计算场景下具有较高适配性。

  谈及每刻深思押注空间光计算路线,邹天琦解释称,阵列光源形成光场,照射到由纳米柱阵列构成的衍射超表面上,使矩阵向量运算在三维空间中并行完成;后端再由CMOS传感器阵列读取信号,在电域完成非线性和可编程操作,并将处理后的信号反馈给光源进行循环迭代,由此构成完整的光电计算回路。

  沿着这一技术路线,每刻深思推出了面向大模型推理的空间光计算处理器OPU。邹天琦介绍,第一代OPU单卡的物理超表面阵列规模达到400×400×2,可利用空间光并行完成矩阵-向量乘法等线性运算。

  邹天琦表示,现阶段,每刻深思对OPU的定位并非直接替代GPU,而是与GPU分工协作:“我们可以让OPU做专用的decoder(解码),让GPU去做擅长的prefill(预填充)任务。”

  他判断,随着AI应用增长,推理在整体算力需求中的占比将持续提升。与训练相比,推理任务更容易针对固定模型和运算结构做专用优化;而GPU面向通用加速计算设计,在承担专用推理任务时,部分功能可能处于冗余状态,进而影响速度、功耗和成本表现,为专用算力架构留下市场空白。英伟达、AMD最近通过与ASIC芯片进行异构集成实现PD分离的落地实践,印证了这一点。

  在他看来,当OPU在特定计算环节显著降低能耗、时延和总体成本时,这种架构就会具备商业可行性。现阶段,公司将OPU定位为一种差异化的异构加速方案,主要面向特定计算环节,为现有算力体系提供有效补充。

  7月8日,每刻深思与壁仞科技、阶跃星辰签署战略合作协议,并发布光电融合AI智算底座。根据三方披露的合作方案,壁仞科技提供GPU算力底座和超节点系统,阶跃星辰提供大模型及应用场景支持,每刻深思提供空间光计算芯片。三方计划联合打通“大模型+GPU+空间光计算”全栈技术链路,破解传统电子算力的物理约束难题。

  在邹天琦看来,光计算商业化的难点不只在硬件,还在于生态。“任何新的计算范式,都要面临生态培育的过程。”他以英伟达为例称,CUDA经过长期积累才形成用户习惯,光计算同样无法跳过这一阶段。每刻深思选择先从大模型推理切入,并与GPU厂商、模型企业合作,通过异构计算降低新架构的使用和迁移门槛。

  邹天琦透露,每刻深思正推动相关方案在多地开展试点。除计算中心外,具身智能、自动驾驶等专用算力场景也是公司下一阶段重点探索的方向。未来,若光计算系统承担大模型训练任务,需先解决材料特性、光电共封装等问题,使系统具备可调试、可编程能力。而衍射超表面技术,正是空间光计算路线的关键,随着异构光电智算底座规模化落地,“光算光连”的全光架构或将构筑AI算力的下一代核心范式。

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