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160 TOPSW超能效!清华「太极」光芯片,有望重塑AI计算边界

作者:乘风破浪的咖啡2o
160 TOPSW超能效!清华「太极」光芯片,有望重塑AI计算边界

朋友们,最近有没有关注清华大学最新研发的"太极"光芯片?听起来是不是很高大上?不过别被这个名字唬住了,我们今天就来聊聊这个芯片到底是个什么东西。

我们来看看它的一个最大亮点——能效超高!你们知道现在的芯片在运算时都需要消耗大量的电力吗?尤其是做一些人工智能计算的时候,能耗就更高了。可是"太极"光芯片不一样,它每秒每焦耗能做10万亿次运算,效率之高简直令人难以置信!比现有的智能芯片高出2到3个数量级呢。

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那么它是怎么做到这么高效的呢?其实这个芯片采用了一种全新的计算架构,叫做"干涉-衍射分布式广度光计算"。听起来是不是很拗口?不过别被这个名字唬住了,说白了就是利用光的干涉和衍射原理来进行并行计算。这样一来,运算就不再是传统的串行方式,而是可以同时在芯片的不同位置进行,大大提高了效率。

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你们可能会问,光计算技术不是已经存在很久了吗?为什么之前没有人想到这种架构呢?这个问题很好,我也是在研究的过程中才了解到,之前的光计算技术都是基于深度学习模型的,也就是说运算是串行进行的。而"太极"芯片则是将深度计算转化为了广度计算,这才使得并行运算成为可能。

好吧,说到底"太极"芯片之所以能做到这么高的能效,还是因为它采用了一种全新的计算架构。传统的芯片都是基于冯·诺伊曼架构的,也就是把运算和存储分开,运算单元只负责计算,存储单元只负责存储数据。这种做法虽然合理,但是在处理大规模数据时就会产生很多数据传输,导致效率低下。

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而"太极"芯片则完全不同,它将运算和存储合二为一,数据不需要在芯片内部来回传输,直接就可以在存储的地方进行运算,省去了大量的能耗。你想想看,如果你在家里做作业,每次都要把书本拿到书房,然后把作业拿到客厅,那效率肯定比在书房直接做作业要低很多吧?

之所以之前没有人想到这种架构,还是因为光计算一直被认为只适合做一些简单的运算,像人工智能这种大规模并行计算就无能为力了。但清华的科研团队却颠覆了这个定式,他们发现利用光的干涉和衍射原理,就可以在芯片内部实现大规模并行运算,从而突破了光计算的瓶颈。

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你们想想看,如果将来"太极"芯片真的投入使用,那会给我们的生活带来什么样的变化呢?由于它的低功耗特性,可以广泛应用于各种智能硬件设备上,比如无人机、机器人等。现在这些设备的电池续航一直是个大问题,有了"太极"芯片就可以大大延长使用时间了。

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