随着人工智能技术的不断发展,算力的重要性也愈加凸显。清华大学的科研团队最新发表在《科学》杂志上的成果是其中的经典之一,他们为人工智能引入了光计算这一计算载体进行计算。
清华大学科研团队发表了全球首款大规模干涉衍射异构集成芯片“太极”(Taichi),采用了分布式广度智能光计算架构,实现了160 TOPS/W的通用智能计算,开创了光计算在智能计算领域的崭新篇章。
“太极”光芯片架构的灵感来源于中国古代易经,以《周易》中“易有太极,是生两仪”为启发,建立了光计算模型,实现了光计算强悍性能的释放。光计算是将计算载体从电变为光,利用光在芯片中的传播进行计算,并以其超高的并行度和速度,被认为是未来颠覆性计算架构的最有力竞争方案之一。
相比于传统的电路技术,光芯片具有高速高并行计算、低能耗、抗干扰、体积小、传输距离远等优势。这使得它非常适合处理异构计算、大规模计算、高性能计算和大数据计算等任务,可以为大模型训练推理、通用人工智能、自主智能无人系统提供更优秀的算力支持。
太极光芯片架构设计的目标是实现通用智能计算,团队成员在设计太极光芯片的过程中,采用自顶向下的编码拆分-解码重构机制,将复杂智能任务化繁为简,拆分为多通道高并行的子任务。通过构建分布式大感受野浅层光网络,对子任务进行分而治之,同时成功突破了物理模拟器件多层深度级联的计算误差问题。
太极光芯片的研制成果显示:面积效率达到879T MACS/mm,能量效率达到160 TOPS/N。这是第一次成功为光芯片赋能,实现了自然场景千类对象识别、跨模态内容生成等人工智能复杂任务。可以对任务进行高效的分发和处理,加速整个系统的建模和训练,提高人工智能模型的效率和精度。
清华大学科研团队“太极”光芯片平台是光计算技术在人工智能领域的一次重大突破,具有非常重要的意义。目前,清华大学科研团队还在不断推进太极光芯片的优化和功能丰富化。相信在他们的不断努力下,光计算技术将会为人工智能的发展带来更多的可能性。
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