清華大學(xué)團隊研制出“智能光計算芯片”

新華社北京4月12日電（記者 魏夢佳）傳統(tǒng)硅基電子計算在后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(fā)展與應(yīng)用。近日，清華大學(xué)研究團隊首創(chuàng)了一種干涉—衍射分布式廣度光計算架構(gòu)，并研制出高算力、高能效的智能光計算芯片，可實現(xiàn)每秒每焦耳160萬億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。該研究于12日發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》。

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(xiàn)有智能光計算局限于簡單的字符分類、圖像處理等。其痛點是光的高性能計算潛力受困于電子計算架構(gòu)，計算規(guī)模受限，無法滿足復(fù)雜智能計算的需求。

針對大規(guī)模智能光計算難題，清華大學(xué)電子工程系方璐課題組、信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院院長戴瓊海院士課題組，摒棄了傳統(tǒng)電子深度計算范式，構(gòu)建了智能光計算的通用傳播模型，首創(chuàng)了名為Taichi（意為“太極”）的干涉—衍射分布式廣度光計算架構(gòu)。基于此創(chuàng)新架構(gòu)，課題組進一步探索干涉光與衍射光的優(yōu)勢特性，又研制出干涉—衍射異構(gòu)集成智能光計算芯片。

論文第一作者、清華大學(xué)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(tǒng)整體能量效率提升了3個數(shù)量級，可將復(fù)雜智能任務(wù)拆分為多通道高并行的子任務(wù)，賦能光計算實現(xiàn)自然場景千類對象識別、跨模態(tài)內(nèi)容生成等人工智能復(fù)雜任務(wù)。

“光的物理特性啟發(fā)了智能光計算新思想，讓我們創(chuàng)造出不同于電子深度計算的分布式廣度光計算新架構(gòu)。雖然靈感源于光子，但這一架構(gòu)同樣可為廣泛成熟的電子計算平臺注入新活力?！狈借幢硎?，在大模型通用人工智能蓬勃發(fā)展的時代，希望“太極”未來為大模型訓(xùn)練推理、自主智能無人系統(tǒng)、通用人工智能等提供算力支撐，為高性能計算提供新架構(gòu)和新路徑。

據(jù)悉，目前該團隊正與相關(guān)機構(gòu)洽談，建設(shè)算力實驗室，以期用智能光計算芯片支撐大模型訓(xùn)練與推理、通用人工智能等人工智能研究與應(yīng)用。