Китайские ученые представили новый чип для искусственного интеллекта под названием LightGen, который в 100 раз быстрее и в 100 раз энергоэффективнее чипов NVIDIA, ведущего мирового поставщика чипов для ИИ. Вместо использования электричества для передачи информации этот новый оптический чип использует свет для выполнения сложных задач генерации информации.
Традиционные модели искусственного интеллекта общего назначения, такие как ChatGPT и Stable Diffusion, работают на обычных кремниевых чипах и требуют огромных вычислительных мощностей и электроэнергии, что может приводить к значительному выделению тепла. При решении особенно сложных задач эти чипы могут испытывать трудности с обработкой данных, что приводит к замедлению времени вычислений.
Имитация человеческого мозга
Фотоны света уже давно зарекомендовали себя как гораздо более эффективные, чем электроны, для современных компьютерных чипов, поскольку они быстрее, потребляют меньше энергии и выделяют гораздо меньше тепла. Тем не менее, существующие фотонные чипы не справляются с огромными потребностями искусственного интеллекта. Поэтому исследователи из Шанхайского университета Цзяотун и Университета Цинхуа разработали новый тип полностью оптического чипа , содержащего более двух миллионов фотонных «нейронов».
Эти нейроны представляют собой специализированные компоненты, предназначенные для имитации работы человеческого мозга путем одновременной обработки всей информации ( параллельная обработка ), в отличие от транзисторов в стандартных микросхемах, которые действуют как простые переключатели, обрабатывающие данные последовательно.
Команда разработала LightGen специально для крупномасштабного генеративного ИИ, например, для создания изображений высокого разрешения, 3D-сцен и видео. Как правило, старые фотонные чипы вынуждены разбивать изображения на небольшие «фрагменты» для обработки, поскольку они плоские. Это может приводить к разрозненным изображениям более низкого качества. Но LightGen работает иначе, поскольку имеет трехмерную структуру с фотонными нейронами, расположенными слоями. Именно поэтому он может обрабатывать все сложное изображение целиком, а не по частям.
На пути к устойчивому развитию искусственного интеллекта
Исследовательская группа протестировала свою новую конструкцию чипа на нескольких задачах, которые обычно требуют огромных затрат энергии и времени. В их число вошли создание изображений животных и природы высокого разрешения, а также коротких видеороликов высокой четкости. Чип справился с этой задачей в 100 раз быстрее, потребляя в 100 раз меньше энергии, чем современные топовые чипы, такие как NVIDIA A100. Кроме того, LightGen вмещает в 100 раз больше вычислительной мощности в том же объеме. Более того, некоторые задачи он выполнил так же хорошо, а то и лучше, чем лучшие системы искусственного интеллекта, такие как Stable Diffusion и StyleGAN.
«LightGen предлагает новый способ интеграции новых архитектур чипов со сложными повседневными задачами искусственного интеллекта без снижения производительности, а также со скоростью и эффективностью на порядки выше, что способствует устойчивому развитию ИИ», — отметила группа исследователей в своей статье, опубликованной в журнале Science.
Хотя этот новый чип знаменует собой огромный шаг вперед для генеративного ИИ, LightGen пока остается прототипом. Одним из следующих шагов для исследователей станет дальнейшее масштабирование их конструкции для работы с еще более крупными и сложными моделями ИИ.
