- В Китае создан первый полностью оптический чип LightGen для генеративного искусственного интеллекта.
- LightGen выполняет обработку изображений в 100 раз быстрее и с гораздо большей энергоэффективностью, чем видеокарта Nvidia A100.
- Чип работает исключительно с фотонами, без преобразования сигнала в электричество, и предназначен для специализированного инференса моделей ИИ.
Китайские исследователи из Шанхайского университета Цзяо Тун и Университета Цинхуа представили инновационный оптический чип LightGen, который способен кардинально улучшить производительность и энергоэффективность задач генеративного искусственного интеллекта. В отличие от традиционных GPU, где вычисления проводятся электронными компонентами, LightGen полностью ориентирован на оптическую обработку сигналов, используя фотоны вместо электронов на всём пути от входных данных до результата.
Чип размером 136,5 мм² содержит более 2,1 миллиона фотонных нейронов и демонстрирует впечатляющую вычислительную мощность в 35 700 TOPS с энергоэффективностью 664 TOPS на ватт. Эти показатели превосходят возможности флагманской видеокарты Nvidia A100 примерно в сто раз. LightGen умеет генерировать изображения разрешением 512×512 пикселей, включая процессы денойзинга, стилизации и создание трёхмерных сцен. По качеству создаваемых изображений результаты сравнимы с популярными моделями Stable Diffusion, StyleGAN и NeRF.
Основой технологического прорыва стали три ключевых разработки. Во-первых, создана архитектура «оптическое латентное пространство», позволяющая сжимать и восстанавливать данные полностью в оптическом формате без преобразования в электрические сигналы. Во-вторых, разработан уникальный алгоритм обучения BOGT, который не требует размеченных данных и позволяет чипу обучаться на базе статистических паттернов. В-третьих, благодаря технологии 3D-упаковки и применению метаповерхностной оптики была достигнута высокая плотность интеграции фотонных нейронов.
Важно отметить, что LightGen не предназначен для универсального применения, он специализирован на инференсе — то есть выполнении предсказаний и генерации результатов на уже обученных моделях. Этот чип не подходит для обучения ИИ или выполнения произвольного кода. Несмотря на это, оптические технологии имеют значительный потенциал, поскольку могут производиться с использованием устаревших полупроводниковых технологических процессов и при этом обеспечивать гораздо более высокую производительность и энергоэффективность по сравнению с электроникой.
Если удастся масштабировать технологию LightGen, она может повлиять на экономику генеративного ИИ, особенно в сферах, где важны энергозатраты и эффективность работы. Таким образом, представленное решение становится значительным шагом в развитии аппаратного обеспечения ИИ, открывая перспективы для новых направлений в обработке и создании визуального контента.
