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如今人工智能無(wú)處不在，即使是對(duì)它不感興趣或不希望在設(shè)備上使用人工智能的人，也無(wú)法回避它。無(wú)論你對(duì)這項(xiàng)技術(shù)持何種態(tài)度，有兩點(diǎn)毋庸置疑：人工智能導(dǎo)致芯片短缺，持續(xù)推高科技產(chǎn)品價(jià)格；而且它對(duì)環(huán)境造成了極其嚴(yán)重的破壞。后者源于人工智能對(duì)處理能力的巨大需求。人工智能數(shù)據(jù)中心消耗大量的電力和水，以至于僅僅對(duì)聊天機(jī)器人保持禮貌，就讓 ChatGPT 損失了數(shù)千萬(wàn)美元。

不過(guò)，一項(xiàng)新技術(shù)有望提升人工智能的能源效率：光子芯片。與目前使用電子驅(qū)動(dòng)的芯片不同，光子芯片利用光子（光粒子）進(jìn)行計(jì)算。換句話(huà)說(shuō)，它們使用光而非電能進(jìn)行人工智能計(jì)算，從而消耗更少的自然資源。

光子芯片不僅對(duì)環(huán)境更友好，而且性能更強(qiáng)大，運(yùn)行速度甚至比現(xiàn)有GPU更快。隨著我們的生活日益依賴(lài)網(wǎng)絡(luò)和人工智能，數(shù)據(jù)中心的能源消耗也隨之增加，光子芯片有望在減少這項(xiàng)技術(shù)對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響的同時(shí)，帶來(lái)整體性能的提升。

在深入探討光子芯片為何更環(huán)保之前，我們首先應(yīng)該解釋一下傳統(tǒng)硅芯片的工作原理。一個(gè)微小的微芯片包含數(shù)十億個(gè)晶體管，用于控制電流的通斷，本質(zhì)上就是推動(dòng)電子在電路中流動(dòng)。這會(huì)產(chǎn)生摩擦，進(jìn)而產(chǎn)生熱量，因此數(shù)據(jù)中心需要配備復(fù)雜的冷卻系統(tǒng)，而這些系統(tǒng)需要消耗大量的水。

光子芯片用光子神經(jīng)元取代了晶體管，這些光子神經(jīng)元引導(dǎo)光穿過(guò)芯片以獲取能量。當(dāng)然，它們并非完全不需要電力，因?yàn)樗鼈冃枰陔娮釉O(shè)備中工作。它們的作用是將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，進(jìn)行必要的計(jì)算，然后再將結(jié)果轉(zhuǎn)換回電信號(hào)系統(tǒng)，最終返回計(jì)算機(jī)。

此外，一條光路可以承載多個(gè)通道（這是電流無(wú)法做到的），這意味著這些芯片能夠同時(shí)處理多個(gè)數(shù)據(jù)，從而比單獨(dú)處理消耗更少的能量。更重要的是，光不像電流那樣會(huì)受到電阻的影響，因此光子芯片可以在不產(chǎn)生大量熱量的情況下執(zhí)行相同的任務(wù)，進(jìn)而減少水的消耗。

除了能效更高之外，光子芯片的性能也比目前使用的芯片更強(qiáng)。中國(guó)LightGen公司的科學(xué)家在《科學(xué)》雜志上發(fā)表文章稱(chēng)，他們的原型芯片在計(jì)算速度和能效方面“比最先進(jìn)的電子芯片高出兩個(gè)數(shù)量級(jí)以上”。德國(guó)公司Q.ANT也聲稱(chēng)，其第二代NPU的能效比目前數(shù)據(jù)中心使用的技術(shù)高出30倍，速度高出50倍。這令人印象深刻，但考慮到電磁摩擦長(zhǎng)期以來(lái)一直是芯片技術(shù)進(jìn)步的障礙，光驅(qū)動(dòng)芯片性能更佳其實(shí)并不令人意外。

此外，一條光路可以承載多個(gè)通道（這是電流無(wú)法做到的），這意味著這些芯片可以同時(shí)處理多個(gè)數(shù)據(jù)，從而比單獨(dú)處理消耗更少的能量。更重要的是，它們的準(zhǔn)確率很高，悉尼大學(xué)的原型機(jī)圖像識(shí)別準(zhǔn)確率高達(dá)90%至99%。

無(wú)論你喜歡還是討厭，人工智能都不會(huì)很快消失。芯片技術(shù)的進(jìn)步，例如質(zhì)子處理，令人鼓舞地表明我們可以減少人工智能技術(shù)和其他數(shù)據(jù)使用對(duì)環(huán)境的破壞，至少如此。而且，它還能更高效地運(yùn)行，這無(wú)疑是一大優(yōu)勢(shì)。

（來(lái)源：編譯自BGR）

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