LightGen, un procesor fotonic promite performanțe de 100 de ori mai bune decât Nvidia A100

O echipă de cercetători din China susține că a realizat un progres major în domeniul hardware-ului dedicat inteligenței artificiale. Noul procesor, denumit LightGen, este complet fotonic – adică funcționează pe bază de lumină, nu de electricitate – și ar putea depăși cu mult limitele actuale ale tehnologiei pe siliciu.

Proiectul este rezultatul colaborării dintre Shanghai Jiao Tong University și Tsinghua University, iar detaliile tehnice au fost publicate în prestigioasa revistă Science.

Potrivit autorilor, LightGen este conceput special pentru a susține sarcinile complexe ale inteligenței artificiale generative, un domeniu aflat în plină expansiune și extrem de solicitant din punct de vedere energetic.

LightGen – De la tranzistori, la „neuroni” fotonici

Spre deosebire de procesoarele clasice, bazate pe tranzistori electronici, LightGen utilizează așa-numiți „neuroni” fotonici.

Dacă generațiile anterioare de procesoare optice integrau doar câteva mii de astfel de unități și erau limitate la sarcini simple, precum clasificarea imaginilor, noul cip ridică ștacheta la peste două milioane de neuroni artificiali integrați pe o suprafață de doar un sfert de inch pătrat (1,61 cm pătrați).

Această densitate impresionantă este posibilă datorită unei tehnologii avansate de ambalare 3D și permite rularea unor aplicații complexe, precum generarea de imagini la rezoluție înaltă, modelare 3D sau chiar generare video, domenii rezervate până acum plăcilor grafice performante.

Un avantaj major de viteză și eficiență

Cercetătorii afirmă că LightGen ar fi de peste 100 de ori mai rapid decât celebrul accelerator Nvidia, unul dintre reperele actuale în centrele de date dedicate AI. Diferența nu constă doar în viteză, ci și în eficiența energetică, un aspect tot mai critic pe măsură ce modelele de inteligență artificială devin mai mari și mai costisitoare de operat.

Un element central al arhitecturii este așa-numitul „spațiu latent optic”. Cu ajutorul unor metasuprafețe extrem de subțiri și al unor rețele de fibră optică, cipul poate comprima și procesa date de mare complexitate direct prin intermediul luminii. Astfel, imaginile pot fi analizate la rezoluție completă, fără a fi fragmentate, ceea ce păstrează informații statistice esențiale și crește considerabil debitul de procesare.

Rezultate promițătoare, dar încă în fază de laborator

În testele de laborator, LightGen a demonstrat că poate realiza generare semantică de imagini la rezoluție înaltă și manipulare 3D la un nivel comparabil cu rețelele neuronale electronice de top. Tehnologia se află însă într-un stadiu incipient: în prezent, funcționează cu ajutorul unor sisteme laser externe și necesită procese speciale de fabricație.

Cu toate acestea, direcția este clară. Așa cum subliniază autorul principal al studiului, Yitong Chen, noul cip deschide o cale promițătoare către un calcul inteligent mai rapid și mai eficient energetic. Dacă aceste rezultate vor putea fi replicate la scară industrială, industria AI ar putea intra într-o nouă eră, în care lumina va înlocui treptat electronii în inima procesoarelor.