中新網(wǎng)上海12月19日電 (記者 許婧)上海交通大學19日發(fā)布消息稱，上海該校集成電路學院(信息與電子工程學院)圖像通信與網(wǎng)絡工程研究所陳一彤課題組在新一代算力光芯片方向取得重大突破，提出首次實現(xiàn)了支持大規(guī)模語義視覺生成模型的全光全光計算芯片LightGen。

　　北京時間12月19日，大規(guī)相關研究以《大規(guī)模智能語義視覺生成全光芯片》發(fā)表於國際頂級學術期刊《科學》(Science)上。模智

　　生成式人工智能正在走向更複雜的成芯現(xiàn)實世界應用。模型越大、上海分辨率越高、提出生成內(nèi)容越豐富，全光對算力與能耗的大規(guī)需求就越驚人，後摩爾定律時代，模智麵向未來的成芯研究焦點轉(zhuǎn)向光電計算等“下一代算力芯片”。然而，上海當前光電芯片仍主要擅長加速判別類任務，提出距離支撐前沿大規(guī)模生成模型還有不小距離。全光“如何讓下一代算力光芯片能運行複雜生成模型”，成為全球智能計算領域公認的難題。

　　所謂“光計算”，可以通俗理解為：不是讓電子在晶體管中運行，而是讓光在芯片中傳播，用光場的變化完成計算。光天然具備高速和並行的優(yōu)勢，因此長期被視為突破算力與能耗瓶頸的重要方向。但要把光計算真正用到生成式AI上，並不容易。

　　LightGen在單枚芯片上同時突破了三項領域公認的關鍵瓶頸：單片上百萬級光學神經(jīng)元集成、全光維度轉(zhuǎn)換，不依賴真值的光學生成模型訓練算法。不僅如此，LightGen展示的並不是電輔助光去做生成，而是讓全光芯片完整實現(xiàn)“輸入—理解—語義操控—生成”的閉環(huán)：輸入圖像進入芯片後，係統(tǒng)能夠提取與表征語義信息，並在語義操控下生成全新的媒體數(shù)據(jù)，實現(xiàn)讓光“理解”和“認知”語義。

　　在性能評估上，LightGen采用了極嚴格的算力評價標準。實測表明，相比頂尖數(shù)字芯片，即便采用較滯後性能的輸入設備，LightGen仍實現(xiàn)了 2 個數(shù)量級的算力提升和 2 個數(shù)量級的能效提升。而如果采用前沿設備使得信號輸入頻率不是瓶頸的情況下，LightGen理論上可實現(xiàn)算力提升7個數(shù)量級、能效提升8個數(shù)量級的性能躍升。這不僅體現(xiàn)了在不犧牲生成效果的情況下，用全光方案替換現(xiàn)有方案可能帶來的巨大增益，也從側(cè)麵印證了大規(guī)模集成、全光維度變換與無真值訓練等難點被係統(tǒng)性解決後，全光片上承載大規(guī)模生成網(wǎng)絡的現(xiàn)實意義。

　　本文同步被Science官方選為高光論文重點報道。文中提到，生成式AI正加速融入生產(chǎn)生活，要讓“下一代算力芯片”在現(xiàn)代人工智能社會中真正實用，勢在必行的是研發(fā)能夠直接執(zhí)行真實世界所需前沿任務的芯片——尤其是大規(guī)模生成模型這類對端到端時延與能耗極高的任務。麵向這一目標，LightGen為新一代算力芯片真正助力前沿人工智能開辟了新路徑，也為探索更高速、更高能效的生成式智能計算提供了新的研究方向。(完)