Сюрприз: ИИ на основе китайского фотонного чипа в 100 раз эффективнее обычных процессоров

Китайские ученые объявили о новом крупном прорыве в области компьютерных чипов, представив LightGen, фотонный микрочип, способный управлять крупномасштабными моделями генеративного искусственного интеллекта. Разработчики заявили, что это первый случай полностью оптического вычислительного чипа, который поддерживает крупномасштабные семантические и визуальные генеративные модели. Появление такого устройства открывает перспективу решения огромных вычислительных и энергетических задач эпохи генеративного искусственного интеллекта.

Генеративные модели искусственного интеллекта становятся все более производительными и сложными, требуя все больше и больше вычислительной мощности. Разработчики оборудования ищут способы удовлетворить растущий спрос, предлагая новые концепции и архитектуры. Одним из них являются оптические вычислительные системы.

Оптические чипы обрабатывают данные с помощью фотонов, а не электронов. Свет естественным образом обеспечивает высокую скорость и параллельность. Однако применение оптических вычислений в генеративном искусственном интеллекте затруднено из-за большого масштаба этих моделей и необходимости преобразования их в несколько измерений. Хотя оптические микрочипы превосходно справляются с задачами распознавания, они не могут поддерживать современные крупномасштабные генеративные модели.

Фотонный чип Генератор света достигает повышения производительности за счет преодоления трех критических препятствий: интеграции миллионов оптических нейронов на одном чипе, реализации полностью оптического преобразования размеров и разработки независимого от ссылок алгоритма обучения оптической генеративной модели.

«Каждый из этих прорывов можно считать значительным сам по себе. LightGen достигает всех трех одновременно, обеспечивая полную оптическую реализацию крупномасштабных генеративных задач»,

— говорит Чэнь Итун, руководитель группы Шанхайского университета Цзяотун.

По словам Чена и его коллег, LightGen обеспечивает полный цикл обработки входных данных, семантической обработки и генерации на оптическом чипе. Как только изображение попадает в чип, система может извлекать и представлять семантическую информацию, генерируя новые метаданные под семантическим контролем, что эффективно позволяет свету «понимать» и «распознавать» семантику.

В ходе испытаний LightGen доказал свою способность выполнять семантическую генерацию изображений высокого разрешения, генерацию 3D, генерацию видео высокого разрешения и семантическое управление, а также такие задачи, как снижение шума и передача функций.

По данным China Daily, при оценке производительности LightGen достиг качества генерации, сравнимого с ведущими электронными нейронными сетями, такими как Stable Diffusion и NeRF. Тесты показывают, что даже при использовании относительно устаревших устройств ввода LightGen достигает улучшения вычислительной и энергоэффективности на два порядка по сравнению с лучшими цифровыми чипами.

Если бы использовались современные устройства, LightGen теоретически мог бы добиться повышения вычислительной мощности на семь порядков и повышения энергоэффективности на восемь порядков.