清華大學(xué)團(tuán)隊(duì)研制出“智能光計(jì)算芯片”

新華社北京4月12日電（記者 魏夢(mèng)佳）傳統(tǒng)硅基電子計(jì)算在后摩爾時(shí)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(tuán)隊(duì)首創(chuàng)了一種干涉—衍射分布式廣度光計(jì)算架構(gòu)，并研制出高算力、高能效的智能光計(jì)算芯片，可實(shí)現(xiàn)每秒每焦耳160萬(wàn)億次運(yùn)算的通用智能計(jì)算，為大模型通用智能計(jì)算探索了新路徑。該研究于12日發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》。

以光波為載體進(jìn)行智能計(jì)算，具備高速、低功耗等特性。然而，現(xiàn)有智能光計(jì)算局限于簡(jiǎn)單的字符分類(lèi)、圖像處理等。其痛點(diǎn)是光的高性能計(jì)算潛力受困于電子計(jì)算架構(gòu)，計(jì)算規(guī)模受限，無(wú)法滿足復(fù)雜智能計(jì)算的需求。

針對(duì)大規(guī)模智能光計(jì)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(zhǎng)戴瓊海院士課題組，摒棄了傳統(tǒng)電子深度計(jì)算范式，構(gòu)建了智能光計(jì)算的通用傳播模型，首創(chuàng)了名為T(mén)aichi（意為“太極”）的干涉—衍射分布式廣度光計(jì)算架構(gòu)。基于此創(chuàng)新架構(gòu)，課題組進(jìn)一步探索干涉光與衍射光的優(yōu)勢(shì)特性，又研制出干涉—衍射異構(gòu)集成智能光計(jì)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(guó)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(gè)數(shù)量級(jí)，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(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)。

“光的物理特性啟發(fā)了智能光計(jì)算新思想，讓我們創(chuàng)造出不同于電子深度計(jì)算的分布式廣度光計(jì)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(jì)算平臺(tái)注入新活力?！狈借幢硎荆诖竽Ｐ屯ㄓ萌斯ぶ悄芘畈l(fā)展的時(shí)代，希望“太極”未來(lái)為大模型訓(xùn)練推理、自主智能無(wú)人系統(tǒng)、通用人工智能等提供算力支撐，為高性能計(jì)算提供新架構(gòu)和新路徑。

據(jù)悉，目前該團(tuán)隊(duì)正與相關(guān)機(jī)構(gòu)洽談，建設(shè)算力實(shí)驗(yàn)室，以期用智能光計(jì)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。