本申請涉及光子計算，尤其涉及一種光計算架構。
背景技術：
1、光計算架構是指利用光子作為信息載體執(zhí)行計算任務的系統(tǒng)架構，其主要通過光學元件在光域完成矩陣運算、卷積等并行計算操作。與傳統(tǒng)電子計算相比，光計算架構利用光的波分復用、低延遲傳播及高并行性等物理特性，可實現(xiàn)高速、低功耗的運算能力。
2、但是，傳統(tǒng)的光計算架構通常通過解復用器將不同波長分別輸入不同波導，導致單芯片僅能執(zhí)行單個矩陣運算，無法實現(xiàn)多波長并行計算，極大地限制了吞吐量和計算效率。
3、因此，亟需一種光計算架構，以提高光計算的吞吐量和計算效率。
技術實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明提供一種光計算架構，用以提高光計算的吞吐量和計算效率。
2、第一方面，本申請?zhí)峁┝艘环N光計算架構，
3、所述架構包括多個光子處理器、光源模塊、高速數(shù)據(jù)收發(fā)模塊、多核心數(shù)據(jù)分配器、多核心數(shù)據(jù)綜合器，所述高速數(shù)據(jù)收發(fā)模塊與所述多核心數(shù)據(jù)分配器和所述多核心數(shù)據(jù)綜合器連接，所述多核心數(shù)據(jù)分配器和所述多核心數(shù)據(jù)綜合器通過總線結(jié)構連接所有光子處理器，每個所述光子處理器均包括數(shù)據(jù)加載模塊、光計算模塊和數(shù)據(jù)接收模塊；
4、所述數(shù)據(jù)加載模塊，用于通過第一光解復用器，將所述光源模塊生成的初始光信號分解至多個波長信道，獲得多個第一光信號；通過光分束器，分別對各所述第一光信號進行能量均分，獲得多個第二光信號；通過電光調(diào)制單元，將所述高速數(shù)據(jù)收發(fā)模塊的并行電信號加載至相應波長信道的第二光信號，生成波長復用光信號；
5、所述光計算模塊，用于基于預設的光計算策略，對所述波長復用光信號進行并行光計算，輸出相應的光信號；
6、所述數(shù)據(jù)接收模塊，用于將所述光計算模塊輸出的光信號轉(zhuǎn)換為電信號，輸出相應的已處理電信號；
7、所述多核心數(shù)據(jù)分配器，用于在目標地址范圍覆蓋所有光子處理器時，將相同數(shù)據(jù)同步加載至各光子處理器，以實現(xiàn)多核心數(shù)據(jù)復用。
8、可選的，所述數(shù)據(jù)接收模塊還包括第二光解復用器、光探測單元和跨阻放大器，
9、所述第二光解復用器，用于將所述光計算模塊輸出的光信號，分離為多個獨立波長信道的獨立波長信號；
10、所述光探測單元，用于對各獨立波長信號進行光電轉(zhuǎn)化，獲得相應的電流信號；
11、所述跨阻放大器，用于對各電流信號進行線性轉(zhuǎn)換，獲得所述電信號。
12、可選的，所述光源模塊還包括連續(xù)波激光器、頻率梳生成單元和光放大器，
13、所述光源模塊，還用于通過所述連續(xù)波激光器生成單波長激光，并通過所述頻率梳生成單元將所述單波長激光轉(zhuǎn)化為平坦頻率梳信號；
14、通過所述光放大器，對所述平坦頻率梳信號進行功率增強，并將增強后的平坦頻率梳信號傳輸至各數(shù)據(jù)加載模塊。
15、可選的，所述光計算架構還包括高速數(shù)據(jù)處理模塊?，用于接收各數(shù)據(jù)接收模塊的已處理電信號，將各個已處理電信號整合為新的待處理信號，傳輸至所述高速數(shù)據(jù)收發(fā)模塊。
16、可選的，所述高速數(shù)據(jù)收發(fā)模塊，還用于：
17、對所述高速數(shù)據(jù)處理模塊的待處理信號進行解串處理，將獲得的多個并行信號通過所述多核心數(shù)據(jù)分配器傳輸至各核心的數(shù)據(jù)加載模塊。
18、可選的，所述高速數(shù)據(jù)處理模塊還用于：
19、基于預設的反饋補償策略，對各個已處理電信號進行反饋補償，生成反饋信號；
20、基于所述反饋信號和待處理信號進行信號整合，獲得新的待處理信號。
21、可選的，所述數(shù)據(jù)加載模塊，還用于基于新的待處理信號，更新所述電光調(diào)制單元的權重參數(shù)；所述權重參數(shù)包括分光比和相位參數(shù)。
22、可選的，所述多個光子處理器，包括主處理器和至少一個從處理器，所述主處理器與所述至少一個從處理器形成分布式網(wǎng)絡。
23、本發(fā)明有益效果如下：
24、本申請實施例提供了一種光計算架構，該架構包括多個光子處理器、光源模塊、高速數(shù)據(jù)收發(fā)模塊、多核心數(shù)據(jù)分配器、多核心數(shù)據(jù)綜合器。其中，高速數(shù)據(jù)收發(fā)模塊與多核心數(shù)據(jù)分配器和多核心數(shù)據(jù)綜合器連接，多核心數(shù)據(jù)分配器和多核心數(shù)據(jù)綜合器通過總線結(jié)構連接所有光子處理器，每個光子處理器中數(shù)據(jù)加載模塊通過第一光解復用器，將光源模塊生成的初始光信號分解至多個獨立的波長信道，通過光分束器對各波長信道上的第一光信號進行能量均分，實現(xiàn)光功率均等分配。接著，通過電光調(diào)制單元，將高速數(shù)據(jù)收發(fā)模塊的多個并行電信號加載至相應獨立波長信道的光信號，以合束為波長復用光信號，光計算模塊通過預設的光計算策略對波長復用光信號進行并行光計算，輸出相應的光信號，再由數(shù)據(jù)接收模塊將光計算模塊輸出的光信號轉(zhuǎn)換為電信號，輸出相應的已處理電信號。如此，本申請結(jié)合光波長級并行計算，在單核多波長執(zhí)行獨立矩陣運算的基礎上，通過多核數(shù)據(jù)分配器和多核數(shù)據(jù)綜合器，實現(xiàn)多核心的數(shù)據(jù)復用和靈活的并行矩陣運算，從而突破單核算力限制、數(shù)據(jù)傳輸冗余及多核協(xié)同效率瓶頸，提高光計算的吞吐量和計算效率。
1.一種光計算架構，其特征在于，所述架構包括多個光子處理器、光源模塊、高速數(shù)據(jù)收發(fā)模塊、多核心數(shù)據(jù)分配器、多核心數(shù)據(jù)綜合器，所述高速數(shù)據(jù)收發(fā)模塊與所述多核心數(shù)據(jù)分配器和所述多核心數(shù)據(jù)綜合器連接，所述多核心數(shù)據(jù)分配器和所述多核心數(shù)據(jù)綜合器通過總線結(jié)構連接所有光子處理器，每個所述光子處理器均包括數(shù)據(jù)加載模塊、光計算模塊和數(shù)據(jù)接收模塊；
2.如權利要求1所述的架構，其特征在于，所述數(shù)據(jù)接收模塊還包括第二光解復用器、光探測單元和跨阻放大器，
3.如權利要求1所述的架構，其特征在于，所述光源模塊還包括連續(xù)波激光器、頻率梳生成單元和光放大器，
4.如權利要求1所述的架構，其特征在于，所述光計算架構還包括高速數(shù)據(jù)處理模塊?，用于接收各數(shù)據(jù)接收模塊的已處理電信號，將各個已處理電信號整合為新的待處理信號，傳輸至所述高速數(shù)據(jù)收發(fā)模塊。
5.如權利要求4所述的架構，其特征在于，所述高速數(shù)據(jù)收發(fā)模塊，還用于：
6.如權利要求4所述的架構，其特征在于，所述高速數(shù)據(jù)處理模塊還用于：
7.如權利要求6所述的架構，其特征在于，所述數(shù)據(jù)加載模塊，還用于基于新的待處理信號，更新所述電光調(diào)制單元的權重參數(shù)；所述權重參數(shù)包括分光比和相位參數(shù)。
8.如權利要求1所述的架構，其特征在于，所述多個光子處理器，包括主處理器和至少一個從處理器，所述主處理器與所述至少一個從處理器形成分布式網(wǎng)絡。