12月19日，記者從上海交通大學(xué)獲悉，該校科研人員近日在新一代光計算芯片領(lǐng)域取得突破，首次實現(xiàn)了支持大規(guī)模語義媒體生成模型的全光計算芯片。相關(guān)成果12月19日發(fā)表于《科學(xué)》雜志。據(jù)了解，隨著深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和大規(guī)模生成模型迅猛演進(jìn)帶來超高算力和能耗需求，傳統(tǒng)芯片架構(gòu)的性能增長速度已出現(xiàn)嚴(yán)重缺口，光計算等新型架構(gòu)受到廣泛關(guān)注。

“所謂光計算，可以理解為，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。光天然具備高速和并行的優(yōu)勢，因此被視為突破算力與能耗瓶頸的重要方向。”論文作者、上海交大集成電路學(xué)院助理教授陳一彤表示，把光計算真正用到生成式AI上并不簡單，已有的全光計算芯片主要局限于小規(guī)模、分類任務(wù)，光電級聯(lián)或復(fù)用又會嚴(yán)重削弱光計算速度。如何讓下一代算力光芯片運行復(fù)雜生成模型，是全球智能計算領(lǐng)域公認(rèn)的難題。

陳一彤課題組此次提出并實現(xiàn)了全光大規(guī)模語義生成芯片LightGen，采用極嚴(yán)格算力評價標(biāo)準(zhǔn)的實測表明：即便采用性能較滯后的輸入設(shè)備，LightGen仍可取得相比頂尖數(shù)字芯片2個數(shù)量級的算力和能效提升。團(tuán)隊表示，LightGen之所以實現(xiàn)性能飛躍，在于其在單枚芯片上同時突破了“單片上百萬級光學(xué)神經(jīng)元集成”“全光維度轉(zhuǎn)換”“不依賴真值的光學(xué)生成模型訓(xùn)練算法”三項關(guān)鍵瓶頸，使得面向大規(guī)模生成任務(wù)的全光端到端實現(xiàn)成為可能。

據(jù)介紹，LightGen可完整實現(xiàn)“輸入—理解—語義操控—生成”的閉環(huán)，完成高分辨率（≥512×512）圖像語義生成、3D生成（NeRF）、高清視頻生成及語義調(diào)控，同時支持去噪、局部與全局特征遷移等多項大規(guī)模生成式任務(wù)。
“LightGen為新一代光計算芯片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。”陳一彤說。