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7月1日，华中科技大学董建绩、夏金松团队联合华为伽利略实验室在《Nature Communications》发表封面论文，成功研制出全球首款用于光线追踪加速的薄膜铌酸锂光子计算芯片（PRTC）。该技术通过在光域中进行射线-包围盒的相交测试运算，突破了传统电子芯片在算力与能效方面的瓶颈，为解决图形学中实时、高逼真度渲染的瓶颈提供了全新解决方案。
传统光线追踪依赖电子芯片进行大量“射线-包围盒相交测试”运算，然而这种方式常常受到算力与功耗的限制。华中科大团队基于薄膜铌酸锂（TFLN）光子平台实现了以下三大突破：一是光域内直接计算，将射线与包围盒坐标编码为光信号，利用铌酸锂超高速特性在光传播中完成运算，单次操作能耗仅326 fJ/OP，理论算力密度18.7 TOPs/J，较NVIDIA RTX 4090（0.184 TOPs/J）提升超百倍；二是首创1比特ADC架构，利用相交结果二元性（击中/未击中）将模数转换位宽降至1比特，功耗骤降至33 fJ/OP，彻底解决光计算能效瓶颈；三是铌酸锂-氮化硅混合集成，达到了99.3%的信号线性度以及与CMOS兼容的驱动电压（半波电压3.79 V），电光响应速度超硅光子技术10倍。该芯片能够支持16 GS/s的实时光线追踪，在AR/VR设备中可将核心运算功耗降低两个数量级，更通过巧妙的应用导向型架构设计，成功绕开了模拟光计算长期存在的ADC瓶颈。这一成果为实现光电混合的专用图形加速器开辟了全新路径，可为元宇宙、工业仿真等领域奠定硬件基础，同时也标志着我国在光电融合计算领域已跻身国际前沿。
来源：网信中心供稿
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