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光电混合AI加速器系统架构

共计 30 章节
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01
课程导入与光电混合AI加速器全景
目标=学习目标 · 核心概念 · 系统边界
AI课程导入
02
AI计算负载特征与加速需求
目标=矩阵乘 · 卷积 · Transformer注意力等算子的…
AI计算负载特征
03
光计算物理基础与器件选型
目标=光波导 · 调制器 · 探测器
光计算物理基础器件选型
04
光电混合计算范式与架构分类
目标=电域控制 · 光域传输/计算 · 光电协同的典型拓扑与分类方法
光电混合计算范式架构分类
05
光域线性计算核心架构
目标=MZI阵列 · 微环阵列 · 衍射光学等实现矩阵乘法的架构与精度/…
光域线性计算核心…MZI
06
电域非线性与辅助计算架构
目标=非线性激活 · 池化 · 归一化等电域实现方案及其与光域的接口…
电域非线性辅助计算架构
07
光电转换与接口电路设计
目标=调制器驱动 · 跨阻放大器 · ADC/DAC
光电转换接口电路设计
08
片上光互连与网络架构
目标=波分复用 · 光交换 · 路由与仲裁机制
片上光互连网络架构
09
存储层次与数据流架构
目标=光缓存 · 电缓存 · HBM/DRAM协同
存储层次数据流架构
10
光电混合AI加速器编程模型
目标=光算子映射 · 电光协同调度 · 编译器中间表示与代码生成流程
AI光电混合
11
系统级仿真与性能建模
目标=光域损耗/噪声模型 · 电域时序/功耗模型 · 端到端性能与能效评估方法
系统级仿真性能建模
12
光电混合加速器原型验证平台
目标=FPGA+光子芯片联合测试 · 板级集成 · 测试向量与自动化测量
光电混合加速器原…FPGA+
13
矩阵乘法光核的工程实现
目标=MZI网格校准 · 热光/电光调谐 · 误差补偿与鲁棒性设计
矩阵乘法光核的工…MZI
14
卷积神经网络光电混合加速案例
目标=从算法映射到光核划分 · 数据流编排与精度恢复
卷积神经网络光电…目标=从算法映射…
15
Transformer注意力光电混合加速案例
目标=QKV投影 · 注意力矩阵乘 · softmax电域协同的架构设计
Transformer注意力光电混合加…
16
光电混合加速器中的非线性与精度问题
目标=光域非线性实现 · 量化 · 噪声累积与误差校正策略
光电混合加速器非线性
17
光电混合AI加速器的功耗与热管理
目标=激光功耗 · 调制/探测功耗 · 热串扰与封装散热协同设计
AI光电混合
18
光电混合加速器的可靠性与容错
目标=器件漂移 · 故障检测 · 冗余设计与在线校准机制
光电混合加速器的…容错
19
光电混合加速器与主机/加速卡集成
目标=PCIe/CXL接口 · 驱动栈 · 运行时调度与多卡扩展
光电混合加速器主机
20
面向边缘推理的光电混合加速器
目标=低功耗 · 小面积 · 实时性约束下的架构裁剪与优化
面向边缘推理的光…目标=低功耗
21
面向数据中心训练的光电混合加速器
目标=高带宽 · 可扩展性 · 分布式训练中的光互连与同步
面向数据心训练的光电混合…
22
光电混合加速器设计空间探索
目标=面积 · 功耗 · 延迟
光电混合加速器设…目标=面积
23
光电混合AI加速器基准测试与评估
目标=MLPerf等基准适配 · 指标定义 · 对比实验设计与结果分析
AI光电混合
24
光电混合加速器编译与调度实战
目标=使用模拟器/原型平台完成一个光…
光电混合加速器编…调度实战
25
光电混合加速器系统集成实战
目标=从光子芯片 · 电芯片到板卡/系统的集成流程与调试方…
光电混合加速器系…目标=从光子芯片
26
光电混合加速器性能调优实战
目标=针对给定模型进行光核划分 · 数据流优化与精度-能效权衡
光电混合加速器性…目标=针对给定模…
27
光电混合加速器容错与校准实战
目标=设计并验证热漂移补偿 · 在线校准与故障恢复方案
光电混合加速器容…校准实战
28
光电混合加速器与新兴计算范式对比
目标=与纯电子加速器 · 纯光计算 · 存内计算等的适用边界与融合趋势
光电混合加速器新兴计算范式对比
29
光电混合AI加速器前沿研究方向
目标=异质集成 · 量子/类脑启发 · 可重构光网络与标准化进展
AI光电混合
30
课程总结与项目答辩
目标=知识体系回顾 · 开放问题 · 项目成果展示与未来学习路径规划
课程总结项目答辩