人工智能不斷發(fā)展，對(duì)保持AI運(yùn)行所需的計(jì)算能力的渴望也與日俱增。

　　Lightmatter，一家誕生于MIT的初創(chuàng)公司，他們正在押注一款使用光運(yùn)算的AI芯片，他們認(rèn)為這種無盡的渴求正在給他們帶來新的機(jī)會(huì)。

　　Lightmatter首席執(zhí)行官尼克·哈里斯（Nick Harris）說：“在這種場景下，要么我們發(fā)明新的計(jì)算機(jī)以繼續(xù)下去，要么人工智能放慢速度?！?/p>

　　常規(guī)的計(jì)算機(jī)芯片通過使用晶體管來控制通過半導(dǎo)體的電子流來工作。通過將信息減少為一系列的1和0，這些芯片可以執(zhí)行各種邏輯運(yùn)算，并為復(fù)雜的軟件提供功能。

　　相比之下，Lightmatter的芯片僅設(shè)計(jì)用于執(zhí)行特定類型的數(shù)學(xué)計(jì)算，這對(duì)于運(yùn)行功能強(qiáng)大的AI程序至關(guān)重要。

　　哈里斯（Harris）最近在公司位于波士頓的總部向WIRED公司展示了這種新芯片。它看起來像是一個(gè)普通的計(jì)算機(jī)芯片，上面有幾根光纖線。但是它通過在細(xì)小的通道內(nèi)分離和混合光束（僅幾納米）來執(zhí)行計(jì)算。下層的硅芯片可協(xié)調(diào)光子部件的功能，并提供臨時(shí)的存儲(chǔ)器存儲(chǔ)。

　　Lightmatter計(jì)劃在今年晚些時(shí)候開始發(fā)售其首款基于光的AI芯片，稱為Envise。它的合作伙伴將發(fā)貨包含16個(gè)Envise芯片的刀片服務(wù)器，以適合常規(guī)數(shù)據(jù)中心。該公司已從GV（前Google Ventures），Spark Capital和Matrix Partners籌集了2200萬美元。

　　該公司表示，根據(jù)任務(wù)的不同，其芯片的運(yùn)行速度比頂級(jí)Nvidia A100 AI芯片快1.5至10倍。例如，Lightmatter運(yùn)行一個(gè)名為BERT的自然語言模型，說Envise的速度是Nvidia芯片的五倍。但僅消耗了六分之一的功耗。針對(duì)這個(gè)，英偉達(dá)拒絕置評(píng)。

　　該技術(shù)具有技術(shù)限制，那就是他們可能很難說服公司轉(zhuǎn)而使用未經(jīng)驗(yàn)證的設(shè)計(jì)。但是，Semico的分析師Rich Wawrzyniak簡要介紹了這項(xiàng)技術(shù)，他說他相信這項(xiàng)技術(shù)很有可能獲得關(guān)注。他說：“他們向我展示的東西-我認(rèn)為這很好?！?/p>

　　Wawrzyniak期望大型科技公司至少可以測試該技術(shù)，因?yàn)閷?duì)AI的需求及其使用成本增長如此之快。他說：“從許多不同的角度來看，這是一個(gè)緊迫的問題?！?數(shù)據(jù)中心的電力需求“像火箭一樣攀升”。

　　對(duì)于某些AI計(jì)算，Lightmatter的芯片速度更快，效率更高，因?yàn)榭梢栽诓煌ㄩL的光中更高效地編碼信息，并且控制光比通過晶體管控制電子流所需的功率更少。

　　Lightmatter芯片的一個(gè)關(guān)鍵限制是它的計(jì)算是模擬的，而不是數(shù)字的。這使它本質(zhì)上不如數(shù)字硅芯片準(zhǔn)確，但是該公司已經(jīng)提出了提高計(jì)算精度的技術(shù)。Lightmatter最初會(huì)將其芯片推向市場，用于運(yùn)行預(yù)先訓(xùn)練的AI模型，而不是用于訓(xùn)練模型，因?yàn)楹笳咝枰^低的精度，但是Harris原則上可以做到兩者兼而有之。

　　該芯片將基于訓(xùn)練大型或“深度”神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以理解數(shù)據(jù)并做出有用的決策，從而對(duì)一種稱為“深度學(xué)習(xí)”的AI最為有用。該方法為計(jì)算機(jī)提供了圖像和視頻處理，自然語言理解，機(jī)器人技術(shù)以及使業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)有意義的新功能。但這需要大量的數(shù)據(jù)和計(jì)算功能。

　　訓(xùn)練和運(yùn)行深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)意味著需要執(zhí)行許多并行計(jì)算，這項(xiàng)任務(wù)非常適合高端圖形芯片。深度學(xué)習(xí)的興起已經(jīng)激發(fā)了新芯片設(shè)計(jì)的興旺發(fā)展，從用于數(shù)據(jù)中心的專用芯片設(shè)計(jì)到用于移動(dòng)設(shè)備和可穿戴設(shè)備的高效設(shè)計(jì)。

　　加州大學(xué)洛杉磯分校（UCLA）從事光子計(jì)算的Aydogan Ozcan教授認(rèn)為，人工智能的興起可以使Lightmatter等技術(shù)脫穎而出。他建議向新形式的光子計(jì)算的轉(zhuǎn)變甚至可能會(huì)開辟新的AI方式。他說：“我們可能會(huì)看到在計(jì)算速度，功能和并行性方面的重大進(jìn)步，這將進(jìn)一步推動(dòng)并加速AI的成功?！?/p>

　　使用光進(jìn)行計(jì)算的想法可追溯到1950年代。但是事實(shí)證明，電子計(jì)算對(duì)于開發(fā)和商業(yè)化更為實(shí)用。貝爾實(shí)驗(yàn)室（Bell Labs）在1980年代嘗試創(chuàng)建一種通用的基于光的芯片，但由于難以構(gòu)建有效的光敏晶體管而失敗了。

　　Lightmatter表示，其芯片可以放入現(xiàn)有的數(shù)據(jù)中心，并可以與大多數(shù)主要的AI軟件一起使用。該公司計(jì)劃在今年晚些時(shí)候推出一種新技術(shù)，以使用其光子技術(shù)連接芯片，包括其他公司制造的芯片。光被廣泛用于使用光纖電纜在計(jì)算機(jī)之間傳遞信息。

　　哈里斯（Harris）認(rèn)為，由于成本和能源使用的上漲以及即將出現(xiàn)的工程限制，人工智能將在未來幾年陷入困境。隨著工程師試圖將更多的晶體管塞入芯片以提高性能，芯片可能變得過熱而無法管理。

　　即使芯片制造商繼續(xù)使用聰明的工程和制造方法從設(shè)計(jì)中提取更多的計(jì)算量，但AI領(lǐng)域似乎處于幾乎不可持續(xù)的軌道上。OpenAI的最新數(shù)據(jù)顯示，進(jìn)行具有里程碑意義的AI研究所需的計(jì)算機(jī)能力大約每3.4個(gè)月翻一番-在2012年至2018年期間增長了300,000倍。

　　但是一些AI專家警告說，由于不斷擴(kuò)大計(jì)算機(jī)功能的成本，AI的進(jìn)展可能會(huì)開始放緩。其他人則擔(dān)心耗電量大的AI算法的廣泛使用對(duì)環(huán)境的潛在影響。