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該研究成果于4月12日以《大規(guī)模光芯片“太極”賦能160 TOPS/W通用人工智能》為題,發(fā)表在最新一期的《科學(xué)》(Science)上。“太極”光芯片有望為大模型訓(xùn)練推理、通用人工智能、自主智能無(wú)人系統(tǒng)提供算力支撐。
m6米乐入口澎湃新聞從清華大學(xué)獲悉,清華電子工程系方璐副教授課題組、自動(dòng)化系戴瓊海院士課題組摒棄傳統(tǒng)電子深度計(jì)算范式,另辟蹊徑,首創(chuàng)分布式廣度智能光計(jì)算架構(gòu),研制全球首款大規(guī)模干涉衍射異構(gòu)集成芯片“太極(Taichi)”,實(shí)現(xiàn)160 TOPS/W的通用智能計(jì)算。
據(jù)研究團(tuán)隊(duì)介紹,隨著各類(lèi)大模型和深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)涌現(xiàn),如何制造出滿足人工智能發(fā)展、兼具大算力和高能效的下一代AI芯片,已成為國(guó)際前沿?zé)狳c(diǎn)。
據(jù)論文報(bào)道:“太極”光芯片具備879 T MACS/mm2的面積效率與160 TOPS/W的能量效率,首次賦能光計(jì)算實(shí)現(xiàn)自然場(chǎng)景千類(lèi)對(duì)象識(shí)別、跨模態(tài)內(nèi)容生成等人工智能復(fù)雜任務(wù)。
方璐表示,“之所以將光芯片命名為‘太極’,也是希望可以在如今大模型通用人工智能蓬勃發(fā)展的時(shí)代,以光子之道,為高性能計(jì)算探索新靈感、新架構(gòu)、新路徑?!?/p>
然而,其計(jì)算任務(wù)局限于簡(jiǎn)單的字符分類(lèi)、基本的圖像處理等。其痛點(diǎn)是光的計(jì)算優(yōu)勢(shì)被困在了不適合的電架構(gòu)中,計(jì)算規(guī)模受限,無(wú)法支撐亟需高算力與高能效的復(fù)雜大模型智能計(jì)算。
光計(jì)算是將計(jì)算載體從電變?yōu)楣猓霉庠谛酒械膫鞑ミM(jìn)行計(jì)算,以其超高的并行度和速度,被認(rèn)為是未來(lái)顛覆性計(jì)算架構(gòu)的最有力競(jìng)爭(zhēng)方案之一。光芯片具備高速高并行計(jì)算優(yōu)勢(shì),被寄予希望用來(lái)支撐大模型等先進(jìn)人工智能應(yīng)用。智能光計(jì)算作為新興計(jì)算模態(tài),展現(xiàn)出有望超越硅基電子計(jì)算的潛力。
直面科研領(lǐng)域痛點(diǎn)問(wèn)題,幫助光計(jì)算“掙脫”算力瓶頸,另辟蹊徑,“從0到1”重新設(shè)計(jì)適合光計(jì)算的新架構(gòu),是此次清華團(tuán)隊(duì)邁出的關(guān)鍵一步。
研究團(tuán)隊(duì)以周易典籍“易有太極,是生兩儀”為啟發(fā),建立干涉-衍射聯(lián)合傳播模型,融合衍射光計(jì)算大規(guī)模并行優(yōu)勢(shì)與干涉光計(jì)算靈活重構(gòu)特性,將衍射編解碼與干涉特征計(jì)算進(jìn)行部分/整體重構(gòu)復(fù)用,以時(shí)序復(fù)用突破通量瓶頸,自底向上支撐分布式廣度光計(jì)算架構(gòu),為片上大規(guī)模通用智能光計(jì)算探索了新路徑。
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