Cientistas da Universidade Aalto, na Finlândia, desenvolveram um método inovador que usa um único feixe de luz que pode redefinir a capacidade de desempenho de um supercomputador de sistemas de IA.
A equipe de cientistas publicou um estudo no último dia 14, detalhando o novo sistema. De acordo com a pesquisa, o sistema POMMM (Multiplicação de Matrizes Ópticas em Paralelo) usa pulsos de laser para realizar múltiplas operações de tensor simultaneamente.
Em machine learning, tensor tem dois diferentes conceitos:
- Uma forma de organizar dados
- Transformação multilinear de tensores
Assim, é possível organizar dados de maneira multidimensional, um passo crucial para sistemas modernos de IA.
No entanto, em vez de usar circuitos eletrônicos tradicionais, a nova abordagem usa um feixe de luz para permitir que as operações de tensor da IA ocorram de uma vez.
Além disso, o estudo ressalta que não é preciso usar energia elétrica durante o processamento intermediário de dados. Ao codificar informações na amplitude e fase de ondas luminosas, o POMMM transforma dados digitais em propriedades físicas manipuláveis.
Desse modo, um único feixe de luz pode alimentar processadores ópticos capazes de executar tarefas de IA complexas com mínima dissipação térmica.
Feixe de luz único pode revolucionar treinamento de IA
Além disso, a inovação pode afetar diretamente o modelo atual de treinamento de IA. Milhares de GPUs operam em paralelo para analisar imagens, vídeos, áudios e refinar sistemas da OpenAI, Anthropic, Google.
Aliás, essas empresas treinam seus modelos usando GPUs em paralelo. Sem operações simultâneas de tensor, a velocidade de processamento de dados de tensor dos modelos é um dos maiores “bottlenecks” de desempenho.
Com o feixe de luz único, há a possibilidade de escalar o desempenho de um supercomputador de IA sem os limites físicos e energéticos tradicionais. Aliás, Yufeng Zhang, principal autor do estudo, se inspirou no problema para desenvolver a nova abordagem: um feixe único que atinge a velocidade da luz.
“O nosso método desempenha as mesmas operações que as GPUs mais avançadas, como camadas convolucionais e de atenção, mas consegue fazer tudo isso na velocidade da luz”, afirmou Zhang em comunicado.
Zhang afirma que a integração da tecnologia a grandes plataformas de IA pode ocorrer entre três e cinco anos. A nova tecnologia representa uma escalabilidade nas operações de IA.
Os cientistas não revelaram se o feixe de luz único impactará o desenvolvimento da Inteligência Artificial Geral (AGI), que depende da escalabilidade computacional. Contudo, a equipe acredita que a nova tecnologia de hardware pode revolucionar o treinamento de IA, sobretudo em termos de escala.
Aliás, o recado da comunidade da ciência da computação, em referência aos Beatles, é: “All You Need is Scaling.”
Portanto, o feixe de luz que alimenta sistemas de IA, de acordo com os cientistas, pode criar uma nova geração de sistemas ópticos computacionais.
“O POMMM vai acelerar significativamente tarefas complexas de IA em inúmeros campos, permitindo que processadores com base em luz consigam executar tais tarefas com um consumo baixíssimo de energia.”
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