華研製出“智能光計算芯片”
傳統硅基電子計算在後摩爾時代面臨算力與功耗的雙重桎梏,難以支撐人工智能大模型的發展與應用。近日,清華大學研究團隊首創了一種干涉—衍射分佈式廣度光計算架構,並研製出高算力、高能效的智能光計算芯片,可實現每秒每焦耳一百六十萬億次運算的通用智能計算,為大模型通用智能計算探索了新路徑。該研究日前發表於國際學術期刊《科學》。
以光波為載體進行智能計算,具備高速、低功耗等特性。
然而,現有智能光計算局限於簡單的字符分類、圖像處理等。其痛點是光的高性能計算潛力受困於電子計算架構,計算規模受限,無法滿足複雜智能計算的需求。
針對大規模智能光計算難題,清華大學電子工程系方璐課題組、信息科學技術學院院長戴琼海院士課題組,摒棄了傳統電子深度計算範式,構建了智能光計算的通用傳播模型,首創了名為Taichi(意為“太極”)的干涉—衍射分佈式廣度光計算架構。基於此創新架構,課題組進一步探索了干涉光與衍射光的優勢特性,又研製出干涉—衍射異構集成智能光計算芯片。
論文第一作者、清華大學電子系博士生徐智昊介紹,與國際上高性能人工智能芯片相比,“太極”芯片的系統整體能量效率提升了三個數量級,可將複雜智能任務拆分為多通道高並行的子任務,賦能光計算實現自然場景千類對象識別、跨模態內容生成等人工智能複雜任務。
“光的物理特性啟發了智能光計算新思想,讓我們創造出不同於電子深度計算的分佈式廣度光計算新架構。雖然靈感源於光子,但這一架構同樣可為廣泛成熟的電子計算平台注入新活力。”方璐表示,在大模型通用人工智能蓬勃發展的時代,希望“太極”未來為大模型訓練推理、自主智能無人系統、通用人工智能等提供算力支撐,為高性能計算提供新架構和新路徑。
據悉,目前該團隊正與相關機構洽談,建設算力實驗室,以期用智能光計算芯片支撐大模型訓練與推理、通用人工智能等人工智能研究與應用。
水 登