Проблема, що стримувала ШІ, вирішена: обчислення “зі швидкістю світла” можливі

Міжнародна група дослідників заявила, що розробила архітектуру оптичних обчислень, здатну обробляти дані буквально “зі швидкістю світла”. Технологія може усунути головне обмеження в роботі сучасних систем штучного інтелекту – швидкість виконання тензорних обчислень, повідомляє LiveScience.

Розробка отримала назву POMMM – паралельне оптичне матрично-матричне множення (Parallel Optical Matrix-Matrix Multiplication). Система виконує кілька тензорних операцій одночасно, використовуючи один лазерний імпульс. Це розв'язує проблему, через яку оптичні обчислення раніше поступалися графічним процесорам (GPU).

У традиційних моделях ШІ тензори працюють як структура впорядкування даних, проте швидкість їх обробки залишається ключовим вузьким місцем. Сучасні оптичні системи не здатні до ефективної паралельної роботи, тому розробники зазвичай покладаються на тисячі GPU для навчання великих мовних моделей (LLM). Новий підхід змінює це, оскільки тензорні пакети аналізуються одним лазерним імпульсом.

Дослідники описали технологію у публікації журналу Nature Photonics. В експериментальному прототипі вони використали стандартні оптичні компоненти разом із новим методом кодування даних в амплітуду та фазу світлових хвиль. Ці хвилі поєднувалися для виконання математичних операцій без необхідності додаткової енергії на перемикання чи керування.

“Цей підхід можна реалізувати практично на будь-якій оптичній платформі. У майбутньому ми плануємо інтегрувати цю обчислювальну систему безпосередньо у фотонні чіпи, що дозволить світловим процесорам виконувати складні завдання штучного інтелекту з надзвичайно низьким споживанням енергії”, – зазначив Чжіпей Сун, керівник фотонної групи Університету Аалто у Фінляндії. Він додав, що технологія може бути впроваджена в основні платформи протягом трьох-п’яти років.

У статті також наведені порівняльні тести з традиційними оптичними схемами та GPU, які демонструють потенціал масштабування POMMM. На думку науковців, ця архітектура може стати важливим елементом апаратної основи для майбутніх систем штучного інтелекту, здатних працювати на рівні обчислень загального призначення.

“Це створить нове покоління оптичних обчислювальних систем, що значно пришвидшить складні завдання штучного інтелекту в безлічі галузей”, – заявив Сун.

Попри дискусії щодо меж масштабування та потенціалу LLM, науковці наголошують, що POMMM усуває одне з найбільших обмежень галузі. Інтеграція цієї технології може дозволити розробникам будувати моделі значно більших масштабів, ніж дозволяє поточна інфраструктура.

Нещодавно генеральний директор Nvidia Дженсен Хуанг підтвердив, що бум ШІ не сповільнюється. Він також підкреслив, що Nvidia відіграє ключову роль на всіх етапах розвитку генеративного, агентного та фізичного ШІ, а попит на її чипи залишається надзвичайно високим.