教育線上/全光信號處理器 突破延遲及耗電瓶頸 中大新技術 加快AI跨數據中心傳輸
香港中文大學領導的研究團隊成功研發出一種新型集成式全光信號處理器（all-optical signal processor，OSP），以應對下一代人工智能（AI）系統對數據傳輸的龐大需求，尤其適用於多個數據中心之間的高速連接。相關成果已發表於國際頂級學術期刊《Science》。\大公報記者 郭如佳
可即時修正信號失真
該OSP設置在矽光子晶片上，可在光信號仍然以「光」的形式傳輸時，即時修正信號失真，毋須先把光轉成電信號再處理。換言之，它可更快、更有效地處理高速傳輸中的信號問題，有助提升大型AI系統中不同伺服器及數據中心之間的通訊效率。
實驗結果顯示，OSP可在每秒1.6Tb/s（兆兆位元）的總傳輸速率下進行實時處理，延遲低於60皮秒（即一萬億分之一秒），而耗電量亦非常低，只有每比特數十飛焦（femtojoules per bit）。這項成果有助突破現時數碼信號處理技術在速度、延遲和耗電方面的瓶頸，為超低延遲及綠色AI超級運算提供突破性的解決方案。
隨着AI技術快速發展，現代AI系統已不再局限於單一電腦或數據中心內運行。現時不少大型生成式AI模型，往往需要成千上萬的圖像處理器（GPU）和專用加速器，分布於不同地點同步運作。要讓這些系統高效運行，各個計算單元之間必須能夠快速、穩定地交換大量數據。因此，除了計算能力本身，高頻寬、低延遲及低功耗的通訊技術，已成為AI發展不可或缺的關鍵因素。
AI系統需求愈來愈高
中大電子工程學系助理教授黃超然表示：「光纖通訊是現代數據傳輸及數據中心互連技術的基礎。然而，傳統數據中心互連技術愈來愈難以滿足現代AI系統在規模和速度上的需求。而隨着傳輸速率不斷提升，信號失真問題便會更明顯；若仍依賴電子方式處理信號，則會加劇延遲，並出現顯著的功耗。」
從更宏觀的角度來看，這項研究亦反映光通訊技術的持續演進：半個多世紀前，中大前校長、有「光纖之父」之譽的高錕教授，提出利用低損耗光纖進行長距離通訊的構想，奠定現代互聯網的基石。是次研究延續這項重要傳承，展示未來技術不僅可利用光來「傳輸」信號，更進一步以光來直接「處理」信號，為下一代通訊和計算系統帶來新可能。
