Sơ đồ nguyên lý của chip ACCEL của Đại học Thanh Hoa. Ảnh: Tài liệu
Trong một bài báo đăng trên tạp chí Nature, các nhà nghiên cứu tại Khoa Kỹ thuật Điện tử và Tự động hóa của Đại học Thanh Hoa cho biết, mặc dù con chip mới không thể thay thế ngay những con chip được sử dụng trong các thiết bị như máy tính hoặc điện thoại thông minh, nhưng nó có thể sớm được sử dụng trong các thiết bị đeo, ô tô điện hoặc nhà máy thông minh. Loại chip này hứa hẹn sẽ nâng cao khả năng cạnh tranh của Trung Quốc trong các ứng dụng trí tuệ nhân tạo đại trà.
Trung Quốc đang tăng tốc trong cuộc đua phát triển công nghệ AI với Mỹ, sau khi Washington đưa ra hàng loạt biện pháp nhằm hạn chế khả năng tiếp cận công nghệ của Bắc Kinh, trong đó có chip tiên tiến.
Con chip mới có tên là chip ACCEL (All-Analogue Chip kết hợp điện tử và ánh sáng), hoạt động dựa trên ánh sáng và sử dụng photon – một loại hạt cơ bản – để tính toán và truyền tải thông tin nhằm đạt tốc độ tính toán. nhanh hơn.
Ý tưởng sản xuất chip dựa trên ánh sáng không phải là mới. Các chip hiện tại chủ yếu dựa vào dòng điện để tính toán vì các photon khó điều khiển hơn.
Trong thử nghiệm, chip ACCEL đạt tốc độ tính toán 4,6 PFLOPS (phép toán dấu phẩy động peta mỗi giây), nhanh gấp 3.000 lần so với chip AI thương mại được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay là A100 của Nvidia. Các nhà nghiên cứu nhận thấy chip Trung Quốc cũng tiêu thụ năng lượng ít hơn 4 triệu lần.
Tuy nhiên, chip A100 lại phải chịu lệnh trừng phạt của Mỹ áp đặt lên Trung Quốc. Con chip này cùng với các chip AI tiên tiến khác được sản xuất bằng máy in thạch bản tiên tiến mà Trung Quốc không có khả năng tiếp cận. Chip ACCEL được sản xuất bởi Tập đoàn Quốc tế Sản xuất Chất bán dẫn của Trung Quốc, thông qua quy trình sản xuất bóng bán dẫn chi phí thấp.
Hiệu suất của chip cũng có thể được tối ưu hóa hơn nữa thông qua những cải tiến trong quy trình chế tạo hoặc bằng cách áp dụng các quy trình chế tạo đắt tiền hơn.
Không giống như chip bán dẫn, chip quang tử sử dụng các đặc tính vật lý bên trong của ánh sáng bằng cách thay thế bóng bán dẫn bằng kính hiển vi cực nhỏ và tín hiệu điện bằng tín hiệu ánh sáng.
“Việc triển khai các hệ thống điện toán quang tử đã gặp nhiều thách thức do thiết kế cấu trúc phức tạp và khả năng dễ bị nhiễu cũng như lỗi hệ thống. Trang web của Đại học Thanh Hoa cho biết, nhóm nghiên cứu đã giới thiệu một khung điện toán tiên tiến kết hợp điện toán quang tử và điện toán tương tự.
Ảnh: Reuters
Các nhà nghiên cứu cũng nói rằng việc sử dụng tín hiệu ánh sáng làm tăng đáng kể hiệu quả sử dụng năng lượng và năng lượng cần thiết để vận hành các chip hiện có trong một giờ có thể cung cấp năng lượng cho ACCEL trong hơn 500 năm.
Mức tiêu thụ điện năng thấp của chip mới cũng có thể giúp khắc phục các vấn đề tản nhiệt, vốn gây ra rào cản đáng kể cho việc thu nhỏ hơn nữa các mạch tích hợp.
Tuy nhiên, kiến trúc tính toán tương tự của chip ACCEL khiến ứng dụng chỉ xử lý được các vấn đề cụ thể. Loại chip này không thể chạy nhiều chương trình hoặc nén tập tin khác nhau như chip điện toán thông thường trong điện thoại thông minh.
Theo trang web của Đại học Thanh Hoa, các nhiệm vụ mà con chip này có thể thực hiện bao gồm nhận dạng hình ảnh có độ phân giải cao, tính toán trong điều kiện ánh sáng yếu và nhận dạng giao thông. Nó cũng có những lợi thế nhất định khi thực hiện các nhiệm vụ thị giác AI trong ánh sáng thụ động từ môi trường mang thông tin cho phép tính toán trực tiếp trong quá trình cảm biến.
Dự án này được tài trợ bởi Chương trình nghiên cứu và phát triển trọng điểm quốc gia của Bộ Khoa học và Quỹ khoa học tự nhiên quốc gia Trung Quốc.
MakeSens, một công ty sản xuất chip có trụ sở tại Bắc Kinh, cũng tham gia vào dự án phát triển chip ACCEL. Công ty đã tung ra một loại chip tiêu thụ điện năng thấp sử dụng tính toán tương tự vào tháng 5 năm ngoái.
Nhà nghiên cứu Dai Qionghai, một trong những người đứng đầu nhóm nghiên cứu, cho biết: “Phát triển kiến trúc điện toán mới cho kỷ nguyên AI là thành tựu đỉnh cao. Tuy nhiên, thách thức quan trọng hơn là đưa kiến trúc mới này vào ứng dụng thực tế, giải quyết các nhu cầu lớn của quốc gia và cộng đồng. Đó là trách nhiệm của chúng tôi”.
Link nguồn: https://cafef.vn/trung-quoc-che-tao-chip-ai-nhanh-va-tiet-kiem-nang-luong-hon-188231102151541244.chn
