中國科學家最近據稱開發出一系列新型光子微芯片，這些微芯片在速度和效率上可能超越 NVIDIA 的頂尖人工智慧（AI）圖形處理單元（GPU）超過 100 倍。根據聲稱，這些新芯片在某些特定的生成任務中，如視頻製作和圖像合成，能夠輕鬆超越 NVIDIA 的領先技術。雖然這聽起來令人印象深刻，但重要的是要理解，這些芯片並不是 NVIDIA 類型 GPU 的直接替代品，特別是在通用用途上。若聲稱屬實，它們將代表一種新的計算架構，專為狹窄定義的 AI 工作負載而設計，尤其是視覺和生成圖像創建方面。
NVIDIA 的 GPU（如流行的 NVIDIA A100）使用電子通過晶體管運作，這使得它們可以逐步執行指令，並且證明其靈活性極高（即能同時運行多個程序）。然而，這類芯片的功耗非常高，且很快會變得過熱，此外，它們還需要尖端的製造技術來生產。
這些新型中國光子芯片（如 ACCEL 和 LightGen）則使用光子而非電子來運行。它們通過光學干涉進行計算，這使得其運行速度極快且能效超高。然而，與 NVIDIA 的 GPU 相比，這些光子芯片在靈活性上相對有限。不過，利用較舊的製造工藝來生產這些芯片是相對簡單的。
ACCEL 由清華大學開發，是一款混合芯片，包含光子元件和類比電子芯片部分。這些芯片可以使用較舊的中芯國際（SMIC）技術來製造，並已顯示出能夠提供 4.6 PetaFLOPS 的性能，同時消耗極少的電力運行。值得注意的是，1 PetaFLOPS 代表每秒可執行一千萬（10^15）次浮點運算。雖然這聽起來令人驚嘆，但必須指出的是，這些芯片並不運行代碼，也不進行像 NVIDIA 芯片那樣的內存密集型操作。它們僅執行預設的類比數學運算，這對於圖像識別、低光視覺等任務來說是完全足夠的。
另一款 LightGen 由上海交通大學和清華大學的聯合團隊開發。與 ACCEL 不同，這款芯片是完全光學的，擁有超過 200 萬個光子神經元。據稱，這款芯片能夠執行圖像生成、風格轉換、去噪以及 3D 圖像處理等任務。與更傳統的芯片（如 NVIDIA 的）相比，LightGen 在執行這些任務時速度快於 100 倍，且僅需用到極少的電力。
研究團隊解釋，LightGen 是迄今為止光子技術能實現真正生成 AI 的最強有力證明，但僅限於非常特定的領域。ACCEL 和 LightGen 顯示出光基 AI 硬體在狹窄 AI 任務上能夠在性能上超越 GPU 的程度。然而，它們是專門的類比機器，而非通用的替代品，這一區別至關重要。讀者可以在《科學》期刊中查看相關研究。
