Изненада: ИИ, базиран на китайски фотонен чип, е 100 пъти по-ефективен от конвенционалните процесори

Китайски учени обявиха нов мащабен пробив в областта на изчислителните чипове, като представиха LightGen – фотонен микрочип, способен да управлява мащабни модели на генеративен изкуствен интелект. Разработчиците заявиха, че това е първият случай на изцяло оптичен изчислителен чип, който поддържа мащабни семантични и визуални генеративни модели. Появата на подобно устройство дава перспектива за решаване на огромните изчислителни и енергийни предизвикателства в ерата на генеративния изкуствен интелект.

Генеративните модели на ИИ стават все по-производителни и сложни, което изисква все повече изчислителна мощност. Разработчиците на хардуер търсят начини да отговорят на нарастващото търсене, като предлагат нови концепции и архитектури. Една от тях са оптичните изчислителни системи.

Оптичните чипове обработват данните с помощта на фотони, а не на електрони. Светлината по естествен начин позволява висока скорост и паралелизъм. Прилагането на оптични изчисления в генеративния изкуствен интелект обаче е трудно поради големия мащаб на тези модели и необходимостта от преобразуването им в множество измерения. Макар че оптичните микрочипове се справят отлично с ускоряването на задачите за дискриминиране, те не могат да поддържат авангардните широкомащабни генеративни модели.

Фотонният чип LightGen постига увеличение на производителността чрез преодоляване на три критични пречки: интегриране на милиони оптични неврони в един чип, прилагане на изцяло оптична трансформация на измеренията и разработване на алгоритъм за обучение на оптични генеративни модели, който е независим от референтни данни.

„Всеки един от тези пробиви би се считал за значителен сам по себе си. LightGen постига и трите едновременно, осигурявайки цялостно оптично изпълнение на широкомащабните генеративни проблеми„,

казва Чен Итун, ръководител на екипа в Шанхайския университет “Дзяотун“.

Според Чен и колегите му LightGen осигурява пълния цикъл вход-разбиране-семантична обработка-генериране на оптичен чип. След като изображението постъпи в чипа, системата може да извлече и представи семантичната информация, генерирайки нови метаданни под семантичен контрол, като ефективно позволява на светлината да „разбира“ и „разпознава“ семантиката.

При тестовете LightGen доказа способността си да извършва семантично генериране на изображения с висока резолюция, 3D генериране, генериране на видео с висока разделителна способност и семантично управление, както и задачи като намаляване на шума и трансфер на признаци.

Според China Daily при оценката на ефективността LightGen е постигнал качество на генериране, сравнимо с водещите електронни невронни мрежи като Stable Diffusion и NeRF. Тестовете показват, че дори при използване на сравнително остарели входни устройства LightGen постига подобрение на изчислителната и енергийната ефективност с два порядъка спрямо най-добрите цифрови чипове.

Ако се използват съвременни устройства, LightGen теоретично би могъл да постигне подобрение на изчислителната мощност от седем порядъка и подобрение на енергийната ефективност от осем порядъка.