微軟：基于MicroLED＋CIS的模擬光學(xué)計算實(shí)現(xiàn)加速計算

添加時間：2025/09/08

      9月3日，位于英國劍橋的微軟研究院宣布，其團(tuán)隊(duì)成功利用Micro LED光源、光學(xué)透鏡和智能手機(jī)攝像頭傳感器，構(gòu)建出一臺新型模擬光學(xué)計算機(jī)（Analog Optical Computer，AOC）。研究成果發(fā)表于最新一期《自然》（Nature），并有望為金融結(jié)算、醫(yī)療影像和人工智能帶來突破性應(yīng)用。

圖片來源：微軟

     據(jù)悉，與依賴二進(jìn)制運(yùn)算的數(shù)字計算機(jī)不同，AOC通過光學(xué)物理過程進(jìn)行計算，能規(guī)避傳統(tǒng)數(shù)字計算的部分瓶頸。研究人員設(shè)想，AOC在特定問題上可實(shí)現(xiàn)速度與能效提升百倍，且具備常溫運(yùn)行和低能耗等優(yōu)勢。

     據(jù)悉，AOC已在兩大領(lǐng)域展現(xiàn)潛力。在金融領(lǐng)域，微軟已與巴克萊銀行合作，模擬解決清算證券交易結(jié)算的優(yōu)化問題，在涉及1800個參與方的2.8萬筆交易測試中，AOC展現(xiàn)出高效準(zhǔn)確的求解能力。

     另外，在醫(yī)療領(lǐng)域，微軟研究團(tuán)隊(duì)利用AOC的“數(shù)字孿生”模型重建MRI掃描，理論上可將掃描時間從30分鐘縮短至5分鐘，顯著提高醫(yī)療資源利用率。

     研究團(tuán)隊(duì)強(qiáng)調(diào)，AOC并非通用計算機(jī)，而是針對優(yōu)化類問題和特定AI任務(wù)的專用架構(gòu)，借助光子通過傳感器時的強(qiáng)度變化來實(shí)現(xiàn)加法和乘法。

圖片來源：微軟

     AOC目前所擁有的模型參數(shù)已從64個擴(kuò)展至256個，未來，通過增加更多Micro LED有望達(dá)到數(shù)百萬甚至十億級，AOC能夠完成更復(fù)雜的運(yùn)算且設(shè)備體積將隨著器件微型化而縮小。

     在AI應(yīng)用方面，微軟研究人員已證明AOC可運(yùn)行簡單機(jī)器學(xué)習(xí)任務(wù)，并展現(xiàn)出在“狀態(tài)跟蹤”等高能耗推理任務(wù)中極具優(yōu)勢。研究估算，AOC的能效可比現(xiàn)有GPU提升約100倍。

     未來，研究團(tuán)隊(duì)計劃每兩年迭代新一代AOC，逐步擴(kuò)展規(guī)模與能力。微軟研究團(tuán)體認(rèn)為，這項(xiàng)技術(shù)將在金融交易優(yōu)化、醫(yī)療影像加速以及AI計算中發(fā)揮核心作用。

     值得注意的是，微軟近期持續(xù)應(yīng)用Micro LED技術(shù)實(shí)現(xiàn)最新研究項(xiàng)目。此前，微軟研究團(tuán)隊(duì)還基于Micro LED研發(fā)了光互連技術(shù)MOSAIC，采用數(shù)百個低速并行的Micro LED通道，實(shí)現(xiàn)具有極低功耗、更長距離傳輸、更高可靠性、可擴(kuò)展與兼容的寬而慢（WaS）通信架構(gòu)模式。