[发明专利]光电计算系统

权利要求书

1.一种系统，包括：

第一单元，被配置以产生多个调制器控制信号；

处理单元，包括：

光源，被配置以提供多个光输出；

多个光调制器，耦接至所述光源和所述第一单元，所述多个光调制器被配置以通过基于所述多个调制器控制信号调制由所述光源所提供的所述多个光输出，来产生光输入向量，所述光输入向量包括多个光信号；以及

矩阵乘法单元，耦接至所述多个光调制器和所述第一单元，所述矩阵乘法单元被配置以基于多个权重控制信号，将所述光输入向量转换成模拟输出向量；

第二单元，耦接至所述矩阵乘法单元，并且所述第二单元被配置以将所述模拟输出向量转换成数字输出向量；以及

控制器，包括集成电路，被配置以执行以下操作：

接收人工神经网络计算请求，所述人工神经网络计算请求包括输入数据集，所述输入数据集包括第一数字输入向量；

接收第一多个神经网络权重；以及

通过所述第一单元，基于所述第一数字输入向量产生第一多个调制器控制信号，并且基于所述第一多个神经网络权重产生第一多个权重控制信号。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一单元包括数字模拟转换器(DAC)。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其中所述第二单元包括模拟数字转换器(ADC)。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，包括存储单元，被配置以储存数据集和多个神经网络权重。

5.根据权利要求4所述的系统，其中所述控制器的所述集成电路进一步被配置以执行包括在所述存储单元中储存所述输入数据集和所述第一多个神经网络权重的操作。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的系统，其中所述第一单元被配置以产生所述多个权重控制信号。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的系统，其中所述控制器包括专用集成电路(ASIC)，以及

接收人工神经网络计算请求包括从通用数据处理器接收人工神经网络计算请求。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的系统，其中所述第一单元、所述处理单元、所述第二单元以及所述控制器被设置在多芯片模块或集成电路中的至少一者上，以及

接收人工神经网络计算请求包括从第二数据处理器接收人工神经网络计算请求，其中所述第二数据处理器在所述多芯片模块或所述集成电路的外部，所述第二数据处理器通过通信信道耦接至所述多芯片模块或所述集成电路，并且所述处理单元能够以比所述通信信道的数据速率大至少一数量级的数据速率来处理数据。

9.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一单元、所述处理单元、所述第二单元以及所述控制器被用于在多个迭代中重复的光电处理循环，所述光电处理循环包括：

(1)基于所述多个调制器控制信号中的至少一个的至少第一光调制操作，以及基于所述权重控制信号中的至少一个的至少第二光调制操作，以及

(2)(a)电求和操作或(b)电储存操作中的至少一个。

10.根据权利要求9所述的系统，其中所述光电处理循环包括所述电储存操作，并且所述电储存操作使用耦接至所述控制器的存储单元来执行，

其中藉由控制器所执行的操作进一步包括在所述存储单元中储存所述输入数据集和所述第一多个神经网络权重。

11.根据权利要求9所述的系统，其中所述光电处理循环包括所述电求和操作，并且所述电求和操作使用在所述矩阵乘法单元内的电求和模块来执行，

其中所述电求和模块被配置以产生对应所述模拟输出向量的元素的电流，所述模拟输出向量表示所述光输入向量的相应元素乘以相应神经网络权重的总和。