Проблема, сдерживавшая ИИ, решена: вычисления "со скоростью света" возможны

Международная группа исследователей заявила, что разработала архитектуру оптических вычислений, способную обрабатывать данные буквально "со скоростью света". Технология может устранить главное ограничение в работе современных систем искусственного интеллекта - скорость выполнения тензорных вычислений, сообщает LiveScience.

Разработка получила название POMMM - параллельное оптическое матрично-матричное умножение (Parallel Optical Matrix-Matrix Multiplication). Система выполняет несколько тензорных операций одновременно, используя один лазерный импульс. Это решает проблему, из-за которой оптические вычисления ранее уступали графическим процессорам (GPU).

В традиционных моделях ИИ тензоры работают как структура упорядочения данных, однако скорость их обработки остается ключевым узким местом. Современные оптические системы не способны к эффективной параллельной работе, поэтому разработчики обычно полагаются на тысячи GPU для обучения больших языковых моделей (LLM). Новый подход меняет это, поскольку тензорные пакеты анализируются одним лазерным импульсом.

Исследователи описали технологию в публикации журнала Nature Photonics. В экспериментальном прототипе они использовали стандартные оптические компоненты вместе с новым методом кодирования данных в амплитуду и фазу световых волн. Эти волны сочетались для выполнения математических операций без необходимости дополнительной энергии на переключение или управление.

"Этот подход можно реализовать практически на любой оптической платформе. В будущем мы планируем интегрировать эту вычислительную систему непосредственно в фотонные чипы, что позволит световым процессорам выполнять сложные задачи искусственного интеллекта с чрезвычайно низким потреблением энергии", - отметил Чжипей Сун, руководитель фотонной группы Университета Аалто в Финляндии. Он добавил, что технология может быть внедрена в основные платформы в течение трех-пяти лет.

В статье также приведены сравнительные тесты с традиционными оптическими схемами и GPU, которые демонстрируют потенциал масштабирования POMMM. По мнению ученых, эта архитектура может стать важным элементом аппаратной основы для будущих систем искусственного интеллекта, способных работать на уровне вычислений общего назначения.

"Это создаст новое поколение оптических вычислительных систем, что значительно ускорит сложные задачи искусственного интеллекта во множестве отраслей", - заявил Сун.

Несмотря на дискуссии о границах масштабирования и потенциала LLM, ученые отмечают, что POMMM устраняет одно из самых больших ограничений отрасли. Интеграция этой технологии может позволить разработчикам строить модели значительно больших масштабов, чем позволяет текущая инфраструктура.

Недавно генеральный директор Nvidia Дженсен Хуанг подтвердил, что бум ИИ не замедляется. Он также подчеркнул, что Nvidia играет ключевую роль на всех этапах развития генеративного, агентного и физического ИИ, а спрос на ее чипы остается чрезвычайно высоким.