本申請涉及一種計算系統(tǒng)及數據處理方法、芯片封裝。

背景技術：

1、對電信號以模擬或數字形式編碼的電子數據執(zhí)行的計算通常使用電子計算硬件來實現，例如在集成電路(例如，處理器，專用集成電路(asic)或片上系統(tǒng)(soc))、電子電路板或其他電子電路。光信號在計算系統(tǒng)中的使用受到許多限制。

技術實現思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種計算系統(tǒng)及數據處理方法，以克服現有技術中光信號在計算或計算系統(tǒng)中的使用所受到的限制。

2、根據本發(fā)明的一方面，提出一種芯片封裝，包括：

3、第一芯片，包括多個計算核心、指令譯碼和發(fā)布模塊；

4、光互連件，包括光廣播網絡；其中，

5、所述多個計算核心，被配置為同步執(zhí)行指令，所述多個計算核心包括第一計算核心以及第二計算核心；

6、所述指令譯碼和發(fā)布模塊，被配置為接收第一組指令，解碼所述第一組指令以生成第二組指令，并將所述第二組指令發(fā)送到所述多個計算核心；

7、所述光廣播網絡，包括耦合在所述指令譯碼和發(fā)布模塊與所述多個計算核心之間的多個光鏈路，其中，所述光鏈路被配置為將來自所述指令譯碼和發(fā)布模塊的所述第二組指令傳輸到所述多個計算核心中的每個計算核心。

8、在一些實施方式中，所述光廣播網絡被配置為接收表示所述第二組指令的第一組電信號，并根據所述第一組電信號產生表示所述第二組指令的第一組光信號；并且，所述光廣播網絡被配置為將所述第一組光信號轉換為第二組電信號，所述第二組電信號被傳輸到所述多個計算核心，以將所述第二組指令分別傳輸到多個計算核心。

9、在一些實施方式中，所述指令譯碼和發(fā)布模塊被配置為向所述多個計算核心中的至少兩個發(fā)布用于執(zhí)行計算任務的第三組指令，所述多個計算核心被配置為執(zhí)行所述第三組指令和協同完成所述計算任務，所述第一計算核心被配置為執(zhí)行所述第三組指令和執(zhí)行所述計算任務的第一部分以產生第一結果，所述第二計算核心被配置為執(zhí)行所述第三組指令和執(zhí)行所述計算任務的第二部分以產生第二結果。

10、在一些實施方式中，所述第一計算核心和所述第二計算核心同步執(zhí)行指令，以及在同步執(zhí)行指令時，根據所述指令譯碼和發(fā)布模塊所廣播的同步控制信息來執(zhí)行所述計算任務的第一部分和第二部分。

11、在一些實施方式中，所述多個計算核心的數量為至少4個。

12、在一些實施方式中，所述光互連件為光子集成電路芯片，所述光子集成電路芯片包括所述光廣播網絡。

13、在一些實施方式中，所述光廣播網絡包括電光轉換單元，所述電光轉換單元被配置為根據第一組電信號產生第一組光信號。

14、在一些實施方式中，所述光廣播網絡包括光電轉換單元，用于根據第一組光信號產生第二組電信號。

15、在一些實施方式中，所述電光轉換單元包括調制器。

16、在一些實施方式中，所述光電轉換單元包括光探測器。

17、在一些實施方式中，所述芯片封裝包括具有單指令多數據(simd)架構的計算模塊，其中，該計算模塊包括所述多個計算核心、所述指令譯碼和發(fā)布模塊以及所述光廣播網絡。

18、在一些實施方式中，所述多個計算核心被配置為協同工作以解決人工智能工作負載的執(zhí)行問題。

19、根據本發(fā)明的一方面，提出一種數據處理方法，所述方法包括：

20、在指令譯碼和發(fā)布模塊接收第一組指令，譯碼所述第一組指令，并基于所述第一組指令生成第二組指令；

21、包含多個光鏈路的光廣播網絡接收表示所述第二組指令的第一組電信號，并根據所述第一組電信號產生表示所述第二組指令的第一組光信號，以產生表示所述第二組指令的第一組光信號；以及

22、通過所述光廣播網絡，將來自所述指令譯碼和發(fā)布模塊的所述第二組指令分別傳輸到多個計算核心；

23、其中，所述光廣播網絡將所述第一組光信號轉換為第二組電信號，所述第二組電信號被傳輸到所述多個計算核心，以將所述第二組指令分別傳輸到多個計算核心；

24、其中，所述多個計算核心包括一第一計算核心和一第二計算核心；

25、在所述第一計算核心處，執(zhí)行計算任務的第一部分，以產生第一結果；以及

26、在所述第二計算核心處，執(zhí)行計算任務的第二部分，以產生第二結果。

27、在一些實施方式中，通過芯片封裝進行所述數據處理，所述芯片封裝包括：第一芯片，包括所述多個計算核心、所述指令譯碼和發(fā)布模塊；光互連件，包括所述光廣播網絡。

28、在一些實施方式中，所述光廣播網絡包括電光轉換單元；所述光廣播網絡根據所述第一組電信號產生表示所述第二組指令的第一組光信號，包括：通過所述電光轉換單元根據所述第一組電信號產生所述第一組光信號。

29、在一些實施方式中，所述光廣播網絡包括光電轉換單元，所述光廣播網絡將所述第一組光信號轉換為第二組電信號，包括：通過所述光電轉換單元將所述第一組光信號轉換為第二組電信號。

30、根據本發(fā)明的一方面，提出一種計算系統(tǒng)，其可以包括所述芯片封裝。

31、本發(fā)明為光信號在計算中的使用提供了解決方案，通過指令譯碼和發(fā)布模塊、光廣播網絡，可以使得多個計算核心能同步執(zhí)行指令。此外，還可使得多個計算核心在協同執(zhí)行計算任務的不同部分時能夠實現同步。采用本發(fā)明提供的技術方案不僅提高了系統(tǒng)的吞吐量，并可以允許處理更多數據，顯著提高了計算系統(tǒng)的總體運算量。

技術特征：

1.一種芯片封裝，包括：

2.根據權利要求1所述的芯片封裝，其特征在于，所述光廣播網絡被配置為接收表示所述第二組指令的第一組電信號，并根據所述第一組電信號產生表示所述第二組指令的第一組光信號；并且，所述光廣播網絡被配置為將所述第一組光信號轉換為第二組電信號，所述第二組電信號被傳輸到所述多個計算核心，以將所述第二組指令分別傳輸到多個計算核心。

3.根據權利要求1所述的芯片封裝，其特征在于，所述指令譯碼和發(fā)布模塊被配置為向所述多個計算核心中的至少兩個發(fā)布用于執(zhí)行計算任務的第三組指令，所述多個計算核心被配置為執(zhí)行所述第三組指令和協同完成所述計算任務，所述第一計算核心被配置為執(zhí)行所述第三組指令和執(zhí)行所述計算任務的第一部分以產生第一結果，所述第二計算核心被配置為執(zhí)行所述第三組指令和執(zhí)行所述計算任務的第二部分以產生第二結果。

4.根據權利要求2或3所述的芯片封裝，其特征在于，所述第一計算核心和所述第二計算核心同步執(zhí)行指令，以及在同步執(zhí)行指令時，根據所述指令譯碼和發(fā)布模塊所廣播的同步控制信息來執(zhí)行所述計算任務的第一部分和第二部分。

5.根據權利要求4所述的芯片封裝，其特征在于，所述多個計算核心的數量為至少4個。

6.根據權利要求1所述的芯片封裝，其特征在于，所述光互連件為光子集成電路芯片，所述光子集成電路芯片包括所述光廣播網絡。

7.根據權利要求2所述的芯片封裝，其中，所述光廣播網絡包括電光轉換單元，所述電光轉換單元被配置為根據第一組電信號產生第一組光信號。

8.根據權利要求7所述的芯片封裝，所述光廣播網絡包括光電轉換單元，用于根據第一組光信號產生第二組電信號。

9.根據權利要求8所述的芯片封裝，其中，所述電光轉換單元包括調制器。

10.根據權利要求8所述的芯片封裝，其中，所述光電轉換單元包括光探測器。

11.根據權利要求1所述的芯片封裝，其特征在于，包括具有單指令多數據(simd)架構的計算模塊，其中，該計算模塊包括所述多個計算核心、所述指令譯碼和發(fā)布模塊以及所述光廣播網絡。

12.根據權利要求1所述的芯片封裝，其特征在于，所述多個計算核心被配置為協同工作以解決人工智能工作負載的執(zhí)行問題。

13.一種數據處理方法，其特征在于，所述方法包括：

14.根據權利要求13所述的方法，其中，通過芯片封裝進行所述數據處理，所述芯片封裝包括：

15.根據權利要求14所述的方法，其中，所述光廣播網絡包括電光轉換單元；所述光廣播網絡根據所述第一組電信號產生表示所述第二組指令的第一組光信號，包括：通過所述電光轉換單元根據所述第一組電信號產生所述第一組光信號。

16.根據權利要求15所述的方法，其中，所述光廣播網絡包括光電轉換單元，所述光廣播網絡將所述第一組光信號轉換為第二組電信號，包括：通過所述光電轉換單元將所述第一組光信號轉換為第二組電信號。

17.一種計算系統(tǒng)，包括如權利要求1-13中任意一項所述的芯片封裝。

技術總結
本申請涉及一種計算系統(tǒng)及數據處理方法、芯片封裝。其中，芯片封裝包括：第一芯片，包括多個計算核心、指令譯碼和發(fā)布模塊；光互連件，包括光廣播網絡；其中，所述多個計算核心，被配置為同步執(zhí)行指令，所述多個計算核心包括第一計算核心以及第二計算核心；所述指令譯碼和發(fā)布模塊，被配置為接收第一組指令，解碼所述第一組指令以生成第二組指令，并將所述第二組指令發(fā)送到所述多個計算核心；所述光廣播網絡，包括耦合在所述指令譯碼和發(fā)布模塊與所述多個計算核心之間的多個光鏈路，其中，所述光鏈路被配置為將來自所述指令譯碼和發(fā)布模塊的所述第二組指令傳輸到所述多個計算核心中的每個計算核心。

技術研發(fā)人員：沈亦晨,孟懷宇
受保護的技術使用者：上海曦智科技有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/2