خبر کامل
دستیابی دانشمندان چینی به تراشه محاسباتی کاملاً نوری LightGen
دانشمندان چینی با دستیابی به یک موفقیت چشمگیر در زمینه تراشه‌های محاسبات نوری، برای نخستین‌بار موفق به ساخت تراشه‌ای کاملاً نوری شده‌اند که قابلیت پشتیبانی از مدل‌های مولد معنایی در مقیاس بزرگ را داراست. این دستاورد مهم می‌تواند افق‌های جدیدی را در هوش مصنوعی پیشرفته و محاسبات پرسرعت بگشاید.
تراشه LightGen: گامی بزرگ در محاسبات نوری
پژوهشگران برجسته دانشگاه شانگهای جیاو تونگ (SJTU) این پیشرفت فناورانه را محقق کرده‌اند. جزئیات این تحقیق در تاریخ ۱۹ دسامبر در نشریه معتبر Science به چاپ رسیده است که نشان‌دهنده اهمیت و اعتبار علمی این کشف است.
چالش‌های کنونی و نیاز به نوآوری
با گسترش سریع شبکه‌های عصبی عمیق و مدل‌های مولد بزرگ، نیاز به توان پردازشی فوق‌العاده بالا و بهره‌وری انرژی بیشتر به یک ضرورت تبدیل شده است. این نیاز فزاینده، شکاف قابل توجهی بین توان پردازشی مورد نیاز و قابلیت‌های معماری‌های سنتی تراشه‌های الکترونیکی ایجاد کرده است. در چنین شرایطی، رویکردهای نوظهوری مانند محاسبات نوری بیش از پیش مورد توجه قرار گرفته‌اند.
چن یی‌تونگ، نویسنده مسئول مقاله و استادیار دانشکده مدارهای مجتمع دانشگاه شانگهای جیاو تونگ، توضیح می‌دهد: «در محاسبات نوری، به جای حرکت الکترون‌ها در ترانزیستورها، از نور در حال انتشار درون تراشه استفاده می‌شود و محاسبات از طریق تغییر میدان‌های نوری انجام می‌گیرد. نور ذاتاً از مزیت سرعت بسیار بالا و قابلیت پردازش موازی برخوردار است و می‌تواند راهی امیدوارکننده برای عبور از گلوگاه‌های توان پردازشی و مصرف انرژی باشد.»
با این حال، به گفته چن، به‌کارگیری محاسبات نوری در حوزه هوش مصنوعی مولد با چالش‌های جدی مواجه بوده است. تراشه‌های کاملاً نوری موجود عمدتاً به وظایف ساده و کوچک مانند دسته‌بندی محدود می‌شوند و استفاده از ساختارهای ترکیبی نوری-الکترونیکی یا چندگانه‌سازی سیگنال‌ها، مزیت سرعت محاسبات نوری را به‌طور قابل توجهی کاهش می‌دهد. از این‌رو، اجرای مدل‌های مولد پیچیده روی تراشه‌های نوری به یکی از چالش‌های شناخته‌شده جامعه جهانی محاسبات هوشمند تبدیل شده است.
طراحی و عملکرد LightGen
برای غلبه بر این مشکلات، گروه پژوهشی چن تراشه‌ای با نام LightGen را طراحی و پیاده‌سازی کرده است. این تراشه یک مولد معنایی بزرگ‌مقیاس است که به‌طور کامل بر پایه محاسبات نوری عمل می‌کند. نتایج آزمایش‌ها، که تحت استانداردهای سخت‌گیرانه ارزیابی عملکرد به دست آمده‌اند، نشان می‌دهد LightGen حتی با استفاده از تجهیزات ورودی نسبتاً ساده، تا دو مرتبه بزرگی بهبود در توان پردازشی و بهره‌وری انرژی نسبت به پیشرفته‌ترین تراشه‌های دیجیتال فعلی ارائه می‌دهد.
نوآوری‌های کلیدی LightGen
پژوهشگران این جهش عملکردی را حاصل تحقق هم‌زمان سه نوآوری کلیدی روی یک تراشه واحد می‌دانند:
- ادغام میلیون‌ها نورون نوری: این تراشه قادر به ادغام میلیون‌ها نورون نوری روی یک چیپ واحد است.
- تبدیل بعدی کاملاً نوری: انجام تبدیل بعدی به‌صورت کاملاً نوری، بدون نیاز به اجزای الکترونیکی.
- الگوریتم آموزش نوری جدید: توسعه یک الگوریتم آموزش نوری که بدون نیاز به داده‌های مرجع واقعی برای مدل‌های مولد کار می‌کند.
ترکیب این دستاوردها، امکان پیاده‌سازی کاملاً نوری و سرتاسری وظایف مولد در مقیاس بزرگ را فراهم کرده است.
کاربردهای گسترده LightGen
بر اساس اعلام تیم تحقیقاتی، LightGen قادر است یک چرخه کامل ورودی، درک، دستکاری معنایی و تولید را انجام دهد. این تراشه از قابلیت‌های زیر پشتیبانی می‌کند:
- تولید تصاویر معنایی با وضوح بالا (حداقل ۵۱۲ در ۵۱۲ پیکسل)
- تولید سه‌بعدی (NeRF)
- تولید ویدئو با کیفیت بالا
- کنترل معنایی
این تراشه همچنین برای طیف گسترده‌ای از وظایف مولد بزرگ‌مقیاس از جمله حذف نویز و انتقال ویژگی‌های محلی و کلی قابل استفاده است.
چن یی‌تونگ در جمع‌بندی این دستاورد اظهار داشت: «LightGen مسیر تازه‌ای را برای توسعه تراشه‌های محاسبات نوری نسل آینده در خدمت هوش مصنوعی پیشرفته هموار می‌کند و افق جدیدی برای پژوهش در زمینه محاسبات مولد سریع‌تر و کم‌مصرف‌تر پیش روی جامعه علمی قرار می‌دهد.»
درباره هوش‌مصنوعی دست‌اول:
تمامی اخبار دست‌اول توسط دستیار هوش مصنوعی «هوشنگ» پردازش، صحت‌سنجی، خلاصه و بازنویسی شده است. هوشنگ هر روز با داده‌های جدید آموزش داده می‌شود و با نظارت دقیق انسانی و سردبیری دست‌اول در حال بهتر شدن است.
شما می‌توانید از چت‌بات و سایر ابزارهای هوشنگ به صورت رایگان استفاده کنید.
