Учёные против прожорливого ИИ: как свет заменит процессоры и спасёт экологию — революционный прорыв

Генеративный искусственный интеллект сегодня впечатляет своими возможностями, но требует колоссальных энергозатрат. Обучение одной модели может "съесть" столько же электричества, сколько несколько домов за год, а создание одного изображения порой сопоставимо с часами работы электрочайника. Учёные из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе предложили принципиально новый подход, который меняет саму основу генерации картинок.

Как работает новая технология

Команда Айдогана Озкана разработала оптический генератор изображений, который использует свет вместо процессоров. Сначала цифровой кодер формирует "шумовую схему" — исходный шаблон, почти не требующий энергии. Затем пространственный модулятор света (SLM) переносит этот узор на лазерный луч. Второй SLM преобразует его уже в полноценное изображение.

Таким образом, всю вычислительную нагрузку берёт на себя световой поток, а не графический процессор.

Результаты испытаний

Новая система успешно генерировала изображения бабочек, портреты знаменитостей и картины в стиле Ван Гога. По качеству они оказались сопоставимыми с результатами традиционных моделей вроде Stable Diffusion. Но при этом энергозатраты были минимальными — на порядки ниже, чем у цифровых генераторов.

"Наши оптические генеративные модели могут синтезировать бесчисленное количество изображений практически без вычислительной мощности, предлагая масштабируемую и энергоэффективную альтернативу цифровым моделям искусственного интеллекта", — отметил ведущий автор исследования Шици Чен.

Возможные применения

Учёные считают, что технология найдёт применение в виртуальной и дополненной реальности, а также в компактных устройствах — смартфонах, умных очках и носимых гаджетах. Высокая скорость работы, низкое энергопотребление и качество изображений делают её перспективной для будущего "зелёного" ИИ.

Значение для экологии и технологий

Если такие системы получат широкое распространение, это позволит снизить углеродный след, связанный с обучением и использованием нейросетей. Кроме того, генеративные модели станут доступнее, ведь им больше не понадобятся дорогие и энергоёмкие серверы. Это может стать началом новой эры, где ИИ будет не только мощным, но и экологически безопасным.

Интересные факты

1. По подсчётам, обучение модели GPT-3 потребовало более 1,3 ГВт·ч энергии — этого хватило бы для питания тысячи домов в течение года.

2. Лазерные модуляторы света, применяемые в новой технологии, изначально разрабатывались для телекоммуникаций и оптических сетей.

3. Световые вычисления могут работать со скоростью, близкой к скорости света, что делает их в десятки раз быстрее традиционных чипов.