ICC訊  隨著各類大模型和深度神經網絡涌現，如何制造出滿足人工智能發展、兼具大算力和高能效的下一代AI芯片已成為國際前沿熱點。清華大學電子工程系方璐副教授課題組、自動化系戴瓊海院士課題組摒棄傳統電子深度計算范式，另辟蹊徑，首創分布式廣度智能光計算架構研制全球首款大規模干涉衍射異構集成芯片“太極”(Taichi)，實現160TOPS/W的通用智能計算。該研究成果于北京時間4月12日發表在最新一期的《科學》上。

  光計算，顧名思義是將計算載體從電變為光，利用光在芯片中的傳播進行計算，以其超高的并行度和速度，被認為是未來顛覆性計算架構的最有力競爭方案之一。然而其計算任務局限于簡單的字符分類、基本的圖像處理等。其痛點是光的計算優勢被困在了不適合的電架構中，計算規模受限，無法支撐急需高算力與高能效的復雜大模型智能計算。

  據論文第一作者、電子系博士生徐智昊介紹，在“太極”架構中，自頂向下的編碼拆分—解碼重構機制，將復雜智能任務化繁為簡，拆分為多通道高并行的子任務，構建的分布式“大感受野”淺層光網絡對子任務分而治之，突破物理模擬器件多層深度級聯的固有計算誤差。

  團隊以周易典籍“易有太極，是生兩儀”為啟發，建立干涉—衍射聯合傳播模型，融合衍射光計算大規模并行優勢與干涉光計算靈活重構特性，將衍射編解碼與干涉特征計算進行部分/整體重構復用，以時序復用突破通量瓶頸，自底向上支撐分布式廣度光計算架構，為片上大規模通用智能光計算探索了新路徑。

  據了解，“太極”光芯片具備879TMACS/mm^2的面積效率與160TOPS/W的能量效率，首次賦能光計算實現自然場景千類對象識別、跨模態內容生成等人工智能復雜任務。“太極”光芯片有望為大模型訓練推理、通用人工智能、自主智能無人系統提供算力支撐。