Такой подход устраняет необходимость в современных литографических системах DUV
30 сентября 2026, 20:48Наука и космосDexter7
Российские инженеры исследуют фотонные вычисления как специализированную альтернативу графическим процессорам для определённых задач искусственного интеллекта. К такому выводу пришли участники круглого стола по развитию фотонных вычислений, сообщает ТАСС со ссылкой на группу компаний «Элемент». О полноценной замене GPU пока речь не идёт: предполагается гибридная архитектура, в которой оптические компоненты будут выполнять наиболее подходящие операции, а другие задачи останутся за электроникой.
Ключевым элементом данной системы может стать фотонное матричное ядро. Его планируется использовать для инференса нейросетей, обработки сигналов и некоторых задач оптимизации. При этом фотонный вычислитель должен функционировать совместно с электронной памятью и контроллерами, источниками света и преобразователями оптических и электрических сигналов. Для создания целостных решений также будут необходимы собственные технологии корпусирования и тестирования, а также программный стек.
Одно из главных преимуществ фотоники, по мнению российских разработчиков, заключается в более мягких требованиях к производственным процессам. Ключевые компоненты кремниевых фотонных схем можно изготавливать по нормам 90–45 нм — это значительно отличается от современных GPU, которые производятся по нормам 3-6 нм. Электронная управляющая часть может производиться отдельно и объединяться с фотонным кристаллом в одной гибридной сборке.
Такой подход рассматривается как один из путей развития ИИ-вычислений в условиях ограниченного доступа к передовым зарубежным GPU и технологиям производства уровня 3–6 нм. За границей фотоника уже используется для высокоскоростной передачи данных в ИИ-кластерах. Полноценные фотонные вычислительные модули, по оценкам представителей «Элемента», могут начать появляться на рынке в 2028–2029 годах.
Разработчики подобных решений утверждают о потенциальном более чем десятикратном преимуществе по энергоэффективности по сравнению с традиционными GPU. При этом в «Элементе» отмечают, что такие данные пока в основном исходят от самих разработчиков.
В России уже формируется необходимая производственная инфраструктура. В Москве функционирует специализированный центр разработки и производства фотонных интегральных схем, а Институт нанотехнологий микроэлектроники РАН занимается планарной фотоникой, включая технологии на основе нитрида кремния. «Лазерный центр» совместно с Академическим университетом имени Алферова также разработал серийную установку безмасковой лазерной литографии для создания экспериментальных и мелкосерийных устройств.
Исследования проводятся и в Сбере. Специалисты компании определяют, какие операции нейронных сетей целесообразно переносить на оптику, а какие эффективнее выполнять с помощью традиционной электроники. Первые прототипы оптических вычислителей уже созданы.
Следующим этапом должно стать создание полноценной технологической экосистемы. Разработчикам понадобятся отечественные библиотеки фотонных компонентов, а также возможность размещать проекты нескольких команд на одной полупроводниковой пластине. Московскому центру фотоники также предстоит освоить германиевые фотодетекторы, лазеры, компоненты на основе ниобата лития, а также технологии сборки, корпусирования и автоматизированного тестирования.
К 2027 году разработчики планируют сформулировать требования к фотонному вычислителю, который можно будет передать в производство. На 2028–2029 годы намечена опытная эксплуатация такого модуля. К этому времени разработчики рассчитывают продемонстрировать реальную вычислительную задачу, в которой российский фотонный ускоритель покажет измеримое преимущество перед традиционным GPU.
Источники:ТАССНаука и космос7Наука43 минуты назад
Источник