Китайский фотонный ИИ обошел GPU Nvidia в 100 раз в специализированных вычислениях

Ведущие научно-исследовательские центры Китая анонсировали разработку инновационных фотонных процессоров для систем искусственного интеллекта. По заявлениям инженеров, эти решения значительно превосходят классические графические ускорители (GPU) в ряде сценариев, демонстрируя кратный прирост производительности и энергоэффективности при выполнении специализированных задач генеративного ИИ, включая синтез визуального контента и сложную обработку видео и изображений.

Согласно результатам испытаний, в определенных алгоритмах новые чипы работают в 100 раз быстрее актуальных ускорителей от Nvidia, включая востребованную модель A100. При этом разработчики уточняют, что данные показатели зафиксированы в ходе лабораторных тестов, а не в условиях массового коммерческого внедрения.

Ключевая технологическая особенность новинок заключается в переходе от электронных вычислений к использованию фотонов. Если традиционные GPU Nvidia полагаются на транзисторные цепи, где перемещение электронов для выполнения инструкций неизбежно сопровождается высоким тепловыделением и энергопотреблением, то фотонные архитектуры оперируют световыми сигналами. Это позволяет реализовать концепцию сверхвысокого параллелизма за счет оптической интерференции, минуя ограничения последовательной цифровой логики.

Один из представленных прототипов под названием ACCEL разработан в Университете Цинхуа. Это гибридная система, интегрирующая фотонные компоненты с аналоговыми электронными схемами. Несмотря на использование зрелых техпроцессов при производстве, чип достигает колоссальной теоретической пропускной способности, измеряемой в петафлопсах (квадриллионах операций с плавающей запятой в секунду). ACCEL оптимизирован для операций, требующих жестко заданных математических преобразований, таких как алгоритмы компьютерного зрения и распознавания образов.

Второй проект, LightGen, стал результатом совместной работы Шанхайского университета Цзяо Тун и Университета Цинхуа. Данное решение представляет собой полностью оптический вычислительный модуль, содержащий более двух миллионов фотонных нейронов. Процессор ориентирован на задачи по генерации изображений, шумоподавлению, трехмерной реконструкции и переносу художественных стилей. Эксперименты подтверждают, что в специфических условиях LightGen опережает флагманские электронные ускорители более чем на два порядка.

Авторы разработок подчеркивают, что фотонные чипы не являются универсальной заменой традиционным GPU. Они не предназначены для обучения тяжелых языковых моделей или выполнения произвольного программного кода. Это узкоспециализированные инструменты, призванные обеспечить исключительную эффективность в тех нишах, где алгоритмы максимально адаптированы под архитектурные возможности оптического оборудования.

Источник: iXBT