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清華發表晶片領域重要突破 「太極」首創智能光計算架構

化「深」為「廣」:分布式廣度光計算架構。(取材自科技日報)
化「深」為「廣」:分布式廣度光計算架構。(取材自科技日報)

各類大模型湧現,大算力和高能效的下一代AI晶片成為國際前沿熱點。「科學」雜誌昨發表了清華大學研究成果,團隊摒棄傳統電子深度計算範式,在國際上首創分布式廣度智能光計算架構,研製全球首款大規模干涉衍射異構集成晶片「太極」(Taichi),實現160 TOPS/W的通用智能計算,有望為大模型訓練推理、通用人工智能、自主智能無人系統提供算力支撐。

據光明日報報導,作為人工智能的三駕馬車之一,算力是訓練AI模型、推理任務的關鍵。光計算是將計算載體從電變為光,利用光在晶片中的傳播進行計算,以其超高的並行度和速度,被認為是未來顛覆性計算架構的最有力競爭方案之一。而光晶片具備高速高並行計算優勢,被寄予希望用來支撐大模型等先進人工智能應用。

據由清華大學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科研團隊介紹,

幫助光計算「掙脫」算力瓶頸,「從0到1」重新設計適合光計算的新架構,是科研團隊邁出的關鍵一步。

相異於電子神經網絡依賴網絡深度以實現複雜的計算與功能,「太極」光晶片架構源自光計算獨特的「全連接」與「高並行」屬性,化深度計算為分布式廣度計算,為實現規模易擴展、計算高並行、系統強魯棒的通用智能光計算探索了新路徑。

論文第一作者、清華大學電子工程系博士生徐智昊表示,在「太極」架構中,自頂向下的編碼拆分—解碼重構機製,將複雜智能任務化繁為簡,拆分為多通道高並行的子任務,構建的分布式「大感受野」淺層光網絡對子任務分而治之,突破物理模擬器件多層深度級聯的固有計算誤差。

據介紹,「太極」光晶片的計算能效超現有智能晶片2至3個數量級,將可為百億像素大場景光速智能分析、百億參數大模型訓練推理、毫瓦級低功耗自主智能無人系統提供算力支撐。

兩儀一元:干涉-衍射融合計算晶片。(取材自科技日報)
兩儀一元:干涉-衍射融合計算晶片。(取材自科技日報)

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