تراشه تمام‌نوری LightGen؛ نسل جدید پردازش هوش مصنوعی با نور

دستاورد تاریخی چین در هوش مصنوعی؛ ساخت نخستین تراشه تمام‌نوری برای مدل‌های مولد بزرگ

دانشمندان چینی برای نخستین‌بار از یک تراشه محاسباتی تمام‌نوری رونمایی کرده‌اند که توانایی اجرای مدل‌های مولد معنایی در مقیاس بزرگ را دارد؛ دستاوردی که می‌تواند آینده پردازش هوش مصنوعی را متحول کند.

اندازه متن

بر اساس گزارش خبرگزاری شین‌هوا، پژوهشگران دانشگاه شانگهای جیاوتونگ به یک دستاورد مهم در حوزه تراشه‌های محاسبات نوری نسل جدید دست یافته‌اند. آن‌ها برای نخستین بار موفق شده‌اند یک تراشه تمام‌نوری بسازند که توانایی پشتیبانی از مدل‌های مولد معنایی در مقیاس بزرگ را دارد. نتایج این تحقیق در تاریخ ۱۹ دسامبر در نشریه معتبر Science منتشر شده است.

چرا محاسبات نوری اهمیت دارد؟

با رشد سریع شبکه‌های عصبی عمیق و مدل‌های مولد بزرگ، نیاز به توان محاسباتی بسیار بالا و بهره‌وری انرژی بیش از هر زمان دیگری احساس می‌شود. در این شرایط، معماری‌های سنتی تراشه‌ها دیگر پاسخ‌گوی این تقاضا نیستند و فاصله میان نیاز واقعی و توان پردازشی موجود روزبه‌روز بیشتر می‌شود. به همین دلیل، رویکردهای نوظهوری مانند محاسبات نوری به‌عنوان یک راه‌حل جدی مطرح شده‌اند.

محاسبات با نور به‌جای الکترون

به گفته «چن ییتونگ»، نویسنده مسئول مقاله و استادیار دانشکده مدارهای مجتمع دانشگاه شانگهای جیاوتونگ، محاسبات نوری یعنی جایگزین کردن الکترون‌ها با نور در تراشه‌ها. در این روش، به‌جای جریان الکتریکی، میدان‌های نوری عملیات محاسباتی را انجام می‌دهند. نور به‌طور ذاتی سرعت و قابلیت پردازش موازی بالاتری دارد و می‌تواند گلوگاه‌های مربوط به سرعت و مصرف انرژی را برطرف کند.

چالش بزرگ: هوش مصنوعی مولد

با وجود این مزایا، استفاده از محاسبات نوری در هوش مصنوعی مولد تاکنون بسیار دشوار بوده است. بیشتر تراشه‌های تمام‌نوری موجود تنها برای وظایف ساده و کوچک مانند طبقه‌بندی کاربرد داشته‌اند. از سوی دیگر، ترکیب سامانه‌های نوری و الکترونیکی باعث کاهش شدید مزیت سرعت محاسبات نوری می‌شود. به همین دلیل، اجرای مدل‌های مولد پیچیده روی تراشه‌های نوری، یکی از چالش‌های اصلی جامعه جهانی محاسبات هوشمند به شمار می‌رود.

معرفی LightGen؛ یک جهش بزرگ

برای حل این مشکل، تیم تحقیقاتی چن ییتونگ تراشه‌ای به نام LightGen را معرفی کرده‌اند؛ یک تراشه تمام‌نوری مولد معنایی در مقیاس بزرگ. آزمایش‌ها نشان می‌دهد که LightGen حتی با استفاده از تجهیزات ورودی نه‌چندان پیشرفته، می‌تواند تا ۱۰۰ برابر عملکرد بهتر و بهره‌وری انرژی بالاتری نسبت به بهترین تراشه‌های دیجیتال امروزی ارائه دهد.

راز موفقیت LightGen چیست؟

این جهش عملکردی حاصل ترکیب هم‌زمان سه نوآوری کلیدی در یک تراشه واحد است:

  • ادغام میلیون‌ها نورون نوری روی تراشه

  • پیاده‌سازی تبدیل ابعاد کاملاً نوری

  • توسعه یک الگوریتم آموزش نوری بدون نیاز به داده مرجع برای مدل‌های مولد

این دستاوردها امکان اجرای سرتاسری و تمام‌نوری مدل‌های مولد بزرگ را فراهم کرده‌اند.

کاربردهای پیشرفته

LightGen قادر است یک چرخه کامل «ورودی → درک → پردازش معنایی → تولید» را انجام دهد. این تراشه می‌تواند:

  • تصاویر با وضوح بالا (۵۱۲×۵۱۲ و بالاتر) تولید کند

  • مدل‌های سه‌بعدی (مانند NeRF) بسازد

  • ویدئوهای با کیفیت بالا تولید کند

  • وظایفی مانند حذف نویز و انتقال ویژگی‌های محلی و کلی را انجام دهد

آینده محاسبات هوش مصنوعی

به گفته پژوهشگران، LightGen مسیر تازه‌ای را برای تراشه‌های محاسبات نوری نسل آینده باز می‌کند و می‌تواند نقش مهمی در توسعه هوش مصنوعی سریع‌تر و کم‌مصرف‌تر ایفا کند. این فناوری نویدبخش تحول اساسی در زیرساخت‌های پردازشی هوش مصنوعی در سال‌های آینده است.


برای مطالعه مقالات بیشتر به سایت خانه متاورس ایران سر بزنید.

دنبال اخبار بیشتر باشید…

نویسنده کوثر بختی
درباره نویسنده کوثر بختی