智能光芯片“太極”問世
隨著各類大模型和深度神經(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芯片已成為國際前沿?zé)狳c。12日,《科學(xué)》雜志以《大規(guī)模光芯片“太極”賦能160 TOPS/W通用人工智能》為題,發(fā)表了清華大學(xué)電子工程系方璐副教授課題組、自動化系戴瓊海院士課題組的研究成果。他們摒棄傳統(tǒng)電子深度計算范式,在國際上首創(chuàng)分布式廣度智能光計算架構(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),實現(xiàn)160 TOPS/W的通用智能計算。
作為人工智能的三駕馬車之一,算力是訓(xùn)練AI模型、推理任務(wù)的關(guān)鍵。光計算是將計算載體從電變?yōu)楣�,利用光在芯片中的傳播進行計算,以其超高的并行度和速度,被認為是未來顛覆性計算架構(gòu)的最有力競爭方案之一。而光芯片具備高速高并行計算優(yōu)勢,被寄予希望用來支撐大模型等先進人工智能應(yīng)用�?蒲袌F隊介紹,“太極”光芯片有望為大模型訓(xùn)練推理、通用人工智能、自主智能無人系統(tǒng)提供算力支撐。
幫助光計算“掙脫”算力瓶頸,“從0到1”重新設(shè)計適合光計算的新架構(gòu),是科研團隊邁出的關(guān)鍵一步。
相異于電子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)依賴網(wǎng)絡(luò)深度以實現(xiàn)復(fù)雜的計算與功能,“太極”光芯片架構(gòu)源自光計算獨特的“全連接”與“高并行”屬性,化深度計算為分布式廣度計算,為實現(xiàn)規(guī)模易擴展、計算高并行、系統(tǒng)強魯棒的通用智能光計算探索了新路徑。
論文第一作者、清華大學(xué)電子工程系博士生徐智昊介紹,在“太極”架構(gòu)中,自頂向下的編碼拆分—解碼重構(gòu)機制,將復(fù)雜智能任務(wù)化繁為簡,拆分為多通道高并行的子任務(wù),構(gòu)建的分布式“大感受野”淺層光網(wǎng)絡(luò)對子任務(wù)分而治之,突破物理模擬器件多層深度級聯(lián)的固有計算誤差。
據(jù)介紹,“太極”光芯片的計算能效超現(xiàn)有智能芯片2至3個數(shù)量級,將可為百億像素大場景光速智能分析、百億參數(shù)大模型訓(xùn)練推理、毫瓦級低功耗自主智能無人系統(tǒng)提供算力支撐。(記者鄧暉)
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