基于光的芯片性能比 Nvidia A100 快 100 倍，效率更高

上海交通大学和清华大学的研究人员推出了一款突破性的全光计算芯片 "LightGen"，专门用于处理生成式人工智能的巨大需求。科学》杂志详细介绍了这款芯片，它代表了从电子晶体管到光子神经元的重大转变，为解决人工智能产业目前面临的巨大能源瓶颈问题提供了一个潜在的解决方案。

以前的光学处理器只有几千个神经元，主要局限于图像分类等较简单的任务，而 LightGen 利用先进的 3D 封装技术，在四分之一平方英寸的单个器件中集成了 200 多万个人工神经元。这种巨大的规模使芯片能够执行复杂的生成任务，如高清视频生成和三维建模，而这在以前是高端电子 GPU 的专属领域。

该设计的核心创新是 "光学潜空间"。通过使用超薄元表面和光纤阵列，该芯片可以完全通过光来压缩和处理高维数据。这样，系统就可以处理全分辨率图像，而无需将图像分割成不同的片段，从而保留了重要的统计数据，并大大提高了吞吐量。研究人员报告说，该芯片的性能比领先的 Nvidia A100 GPU 快 100 多倍。

在实验室测试中，LightGen 成功实现了高分辨率语义图像生成和三维操作，其质量可与领先的电子神经网络相媲美。虽然这项技术目前依赖于外部激光装置和专业制造工艺，但它为未来高速、可持续的智能计算提供了一个前景广阔的路线图。

LightGen为推进更高速、更高效的生成式人工智能开辟了一条新的道路，为高速、高能效的生成式智能计算研究提供了新的方向。- 陈一彤，本文第一作者。