Исследователи из Китая создали полностью фотонный процессор, который способен запускать масштабные модели искусственного интеллекта с производительностью и эффективностью, значительно превосходящими традиционные кремниевые решения.

Команда из Шанхайского транспортного университета и Университета Цинхуа представила инновационный оптический вычислительный чип под названием LightGen. Этот чип специально разработан для удовлетворения высоких требований генеративного искусственного интеллекта. В статье, опубликованной в журнале Science, отмечается, что LightGen знаменует собой важный шаг от электронных транзисторов к фотонным нейронам, предлагая потенциальное решение проблемы огромных энергетических затрат, с которыми сталкивается индустрия ИИ.

В отличие от предыдущих оптических процессоров, которые включали лишь несколько тысяч нейронов и были ограничены простыми задачами, такими как классификация изображений, LightGen использует передовую 3D-упаковку. Это позволяет интегрировать более двух миллионов искусственных нейронов в устройство размером с четверть квадратного дюйма. Такой масштаб обеспечивает выполнение сложных генеративных задач, например, создание видео в высоком разрешении и 3D-моделирование, которые ранее были доступны только мощным электронным GPU.

Ключевым элементом конструкции LightGen стало внедрение "оптического латентного пространства". Благодаря использованию ультратонких метаповерхностей и массивов оптоволокон, чип способен сжимать и обрабатывать многомерные данные исключительно с помощью света. Это позволяет работать с полноразмерными изображениями без их разбиения на фрагменты, сохраняя важные статистические данные и значительно увеличивая пропускную способность. По данным исследователей, производительность чипа более чем в 100 раз превышает показатели ведущего GPU Nvidia A100.

В лабораторных испытаниях LightGen успешно справился с генерацией семантических изображений высокого разрешения и 3D-манипуляциями, демонстрируя качество, сопоставимое с передовыми электронными нейронными сетями. Несмотря на то, что технология пока зависит от внешних лазерных установок и специализированных производственных процессов, она открывает перспективы для будущих высокоскоростных, энергоэффективных и интеллектуальных вычислений.

LightGen прокладывает новый путь для развития генеративного искусственного интеллекта, обеспечивая большую скорость и эффективность, а также открывая новые направления для исследований в области высокопроизводительных и энергоэффективных вычислений.