중국의 과학자들이 인공지능(AI) 시스템을 지원할 수 있는 업그레이드된 완전 광학 인공지능 칩인 타이치-II를 공개함.
첫 번째 타이치 칩은 2024년 4월에 공개됨. 전자 부품에 의존하는 대신, 이 작은 모듈형 장치는 광자, 즉 빛의 입자에 의해 구동됨. 이 광자들은 전압이 가해질 때 켜지거나 꺼지는 작은 온보드 전기 스위치를 구동함.
타이치-II는 분류 작업에서 40% 더 정확하며, 저조도 조건에서 에너지 효율성에서 '여섯 배의 크기' (즉, 백만 배)의 개선을 제공함. 연구자들은 AI를 디지털 시뮬레이션에 의존하지 않고 광학 칩에서 직접 훈련시켜 이 성능 도약을 달성함. 이 과정을 연구자들은 '완전 전방 모드'라고 부름. 그들은 8월 7일 '네이처' 저널에 발표한 연구에서 이 발견을 설명함.
완전 전방 모드는 데이터가 오직 한 방향으로만 이동하는 AI 훈련 방법임. 이는 전통적인 훈련 방법과 다르며, 전통적인 방법에서는 데이터가 일반적으로 여러 번의 반복 단계를 거쳐 처리됨. 빛이 칩을 통과할 때, 그것은 방향을 조정하고 위상과 강도를 조절하는 작은 구성 요소와 상호작용함. 이로 인해 AI 모델의 매개변수에 즉각적인 변화가 생기며, 반복 처리 없이 실시간으로 학습할 수 있게 됨.
완전 전방 모드는 광자 칩이 이전보다 더 빠르게 작동하도록 도와주지만, 이러한 칩은 이미 기존 칩에 비해 상당한 장점을 가지고 있음. 빛 기반 칩은 에너지 소모가 훨씬 적고, 전통적인 칩보다 훨씬 빠르게 계산을 수행할 수 있음. 이는 광자가 전자와 달리 빛의 속도로 이동할 수 있고, 칩을 통과할 때 열을 발생시키지 않기 때문임. 이로 인해 더 빠르고 효율적인 처리가 가능함.
타이치 칩은 다른 빛 기반 칩과 유사하게 작동하지만, 경쟁 설계보다 훨씬 더 잘 확장될 수 있음. 연구자들은 이전에 이 칩렛이 기존 광자 칩의 여러 장점을 결합한다고 말함. 여기에는 '광학 회절 및 간섭'이 포함되며, 이는 칩렛 내에서 빛이 어떻게 조작되는지를 의미함.
완전히 광학적으로 작동하는 AI 칩은 궁극적으로 AGI 모델을 지원할 수 있을 것으로 예상됨. AGI는 인간과 유사한 지능과 추론 능력을 가진 매우 강력한 AI 시스템으로, 훈련 데이터의 한계를 넘어 새로운 기술을 배울 수 있는 능력을 가짐.
이 가상의 기술은 현실화되기까지 아직 많은 시간이 필요하지만, 타이치 개발자들은 4월 논문에서 이 칩의 모듈형 아키텍처 덕분에 여러 칩렛을 결합하여 매우 강력한 AI 시스템을 구축할 수 있다고 제안함.
그들은 실험에서 여러 타이치 칩렛을 연결하고, 주요 분야에서 다른 빛 기반 칩과 성능을 비교함. 결합된 시스템은 거의 1,400만 개의 인공 뉴런 네트워크를 시뮬레이션할 수 있었으며, 이는 다음으로 좋은 설계에서 달성한 147만 개의 뉴런보다 훨씬 큼.
이 시스템은 매우 에너지 효율적으로 작동하며, 사용한 전력당 160조 개의 연산을 수행함. 이를 비교하면, 2022년의 광자 칩은 전력당 3조 개의 연산만 수행할 수 있었고, 유사한 작업을 위해 설계된 대부분의 전통적인 칩은 일반적으로 10조 개 이하의 연산을 수행함.
