该项目将于 2025 年 10 月 1 日启动,旨在促进欧洲数字基础设施的扩展,并巩固其技术主权。.

光纤网络是数字化未来的基石。随着各行业竞相争夺关键技术,对更高带宽和更低延迟的需求持续增长。尤其是未来的6G网络,必须满足极高的数据传输要求。然而,挑战在于:所需的数据速度越高,信号质量往往下降得越厉害。为了弥补干扰,运营商目前使用数字信号处理器。“但是,由于其巨大的能耗,这些处理器成本高昂,并非可持续的长期解决方案,”弗劳恩霍夫集成电路研究所嵌入式人工智能小组负责人迈克尔·罗特解释道。因此,光纤数据传输速度的进一步提升正接近其技术极限。.

SpikeHERO项目致力于寻找解决方案。项目合作伙伴正在开发一种新型人工智能处理器架构,该架构结合了光电神经网络芯片。这些神经网络将持续监控通信信道,分析信号,并利用控制参数纠正接收器处的任何干扰。通过保持信号质量,该项目为提高光纤系统的数据速率开辟了新的可能性。具体而言,该项目旨在将带宽从10 GHz提升至30 GHz,并将延迟从10微秒降低至6纳秒以下。同时,预计功耗将从7-10瓦降至1-2瓦。.

受大脑启发

脉冲神经网络(SNN)被认为是人工智能领域一项极具前景的进展。其运行模式模拟了人脑的工作原理:信息以脉冲(或“尖峰”)的形式进行处理,且仅当相关性超过临界阈值时才会触发。这使得SNN成为既需要实时响应又需要高能效的人工智能应用的理想选择。.

开发SNN芯片硬件有多种方法。光学半导体通过光子传输峰值,而其对应的电子半导体则使用电压和电流。每种方法各有优势,SpikeHERO项目旨在将两者结合起来。对于电子SNN芯片,该项目将采用由弗劳恩霍夫集成电路研究所(Fraunhofer IIS)和弗劳恩霍夫电磁场技术研究所(Fraunhofer EMFT)联合开发的SENNA芯片。 “我们目前正在研发第二代产品,它有望在更低的功耗下实现更高的峰值速率,”Rothe说道。

泛欧合作

SpikeHERO(用于稳健光电信号处理的混合边缘计算)项目由欧洲创新理事会 (EIC) 资助,预算超过 420 万欧元,项目周期为 2025 年 10 月 1 日至 2029 年 9 月 30 日。该项目汇集了来自四个欧洲国家的研究和产业合作伙伴:弗劳恩霍夫集成电路研究所 (Fraunhofer IIS)、弗劳恩霍夫电子材料与技术研究所 (Fraunhofer EMFT)、埃因霍温理工大学、惠普企业比利时实验室以及捷克共和国的 Argotech 公司。SpikeHERO 等项目建立并加强了德国微电子研究中心 (FMD) 已建立的能力和基础设施。它们也为 APECS 试点项目做出了贡献,该项目旨在推进电子元件和系统的先进封装和异构集成,由 FMD 根据欧盟芯片法案实施。其目标是:推动芯片组的创新,并长期促进欧洲半导体研究和制造的发展。.

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