"Επανάσταση" στοντομέα της πληροφορικής και της Τεχνητής Νοημοσύνης: Κινέζοι επιστήμονες δημιούργησαν ένα νέο οπτικό τσιπ για υπολογιστές, που ξεπερνά 100 φορές(!) σε ταχύτητα το κορυφαίο αμερικανικό της Nvidia και καταναλώνει πολύ λιγότερη ενέργεια.–
Το τσιπ LightGen αναπτύχθηκε από ερευνητική ομάδα των πανεπιστημίων Shanghai Jiao Tong και Tsinghua. Αξιοποιεί την ταχύτητα του φωτός για να εκτελεί σύνθετες και βαριές εργασίες τεχνητής νοημοσύνης. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε εργασίες όπως η παραγωγή βίντεο και η σύνθεση εικόνας και να αξιοποιηθεί στη συνέχεια σε πληθώρα εφαρμογών.
Ο επικεφαλής της ομάδας καθηγητής Chen Yitong δήλωσε ότι το LightGen μπορεί να «αναβαθμιστεί περαιτέρω» και πρόσθεσε: «Παρέχει έναν νέο τρόπο γεφύρωσης της νέας αρχιτεκτονικής τσιπ με την πολύπλοκη τεχνητή νοημοσύνη, χωρίς μείωση της απόδοσης και με ταχύτητα και αποτελεσματικότητα».
Η γενετική τεχνητή νοημοσύνη μπορεί πλέον να παράγει ρεαλιστικές εικόνες, ακόμη και βίντεο, αλλά χρειάζεται τεράστια υπολογιστική ικανότητα, καταναλώνοντας μεγάλες ποσότητες ενέργειας. Γι αυτό οι επιστήμονες έχουν στραφεί στη φωτονική υπολογιστική, καθώς τα συμβατικά ηλεκτρονικά τσιπ φτάνουν στα όριά τους.
Μικρή κατανάλωση ενέργειας
Οι παραδοσιακοί υπολογιστές βασίζονται στη ροή ηλεκτρονίων για την αποστολή και την επεξεργασία πληροφοριών. Η φωτονική υπολογιστική χρησιμοποιεί παλμούς λέιζερ αντί για ηλεκτρόνια, εκτελώντας λειτουργίες με την ταχύτητα του φωτός.
Τα οπτικά σήματα έχουν επίσης το πλεονέκτημα ελαχιστοποίησης της κατανάλωσης ενέργειας και τάχιστης απόκρισης στα αιτήματα των χρηστών.
Ωστόσο, παρ' ότι τα φωτονικά υπολογιστικά συστήματα έχουν δείξει δυνατότητες σε συγκεκριμένες εργασίες, έχουν δυσκολευτεί να χειριστούν εργασίες υψηλής πολυπλοκότητας με τεχνητή νοημοσύνη - όπως η σύνθεση εικόνων και η δημιουργία βίντεο - λόγω περιορισμών στην αρχιτεκτονική υπολογιστών τους και υπανάπτυκτων αλγορίθμων εκπαίδευσης.
Η εργασία της ομάδας LightGen επικεντρώθηκε στην ανάπτυξη τριών τομέων: στην κατασκευή μιας νέας αρχιτεκτονικής, στην ανάπτυξη νέου αλγορίθμου εκπαίδευσης και στην παροχή υψηλής πυκνότητας ενσωμάτωσης στο τσιπ.
Τα τεχνικά στοιχεία και οι επιδόσεις
Η κινεζική επιστημονική ομάδα τοποθέτησε περισσότερους από 2 εκατομμύρια φωτονικούς «νευρώνες» σ' ένα τσιπ 136,5 τετραγωνικών χιλιοστών, κατασκευάζοντας ένα εξελιγμένο δίκτυο ικανό να χειρίζεται τη δημιουργία εικόνων υψηλής ανάλυσης.
Τα πειράματα ανέδειξαν ορισμένες από τις ικανότητες του LightGen, συμπεριλαμβανομένης της δημιουργίας εικόνων. Με μια συντηρητική εκτίμηση, η LightGen πέτυχε υπολογιστική ταχύτητα 3,57×10⁴ Tera Operations Per Second (TOPS) και ενεργειακή απόδοση 6,64×10² TOPS/watt.
Αυτό σήμαινε ότι η συνολική του απόδοση ξεπέρασε εκείνη των κορυφαίων ηλεκτρονικών τσιπ, όπως το A100 της Nvidia, κατά περισσότερο από εκατό φορές.
Οι ερευνητές δήλωσαν ότι το LightGen μπορεί να σηματοδοτήσει μια καίρια αλλαγή στο υλικό που χρησιμοποιείται για την παραγωγική τεχνητή νοημοσύνη, καθιστώντας την φωτονική υπολογιστική ως βασική πλατφόρμα για πολύπλοκες δημιουργικές εργασίες.
Η εξαιρετική ενεργειακή του απόδοση προσφέρει ρεαλιστική επιλογή για τον περιορισμό των αυξανόμενων ενεργειακών απαιτήσεων της υπολογιστικής τεχνητής νοημοσύνης.