Chip Taichi-II cải thiện hiệu suất năng lượng gấp 6 lần

Chip Taichi-II có thể tạo ra những đột phá mới trong nhiều lĩnh vực, từ xử lý hình ảnh đến tự động hóa.

Theo Live Science, các nhà khoa học Trung Quốc vừa giới thiệu Taichi-II – phiên bản cập nhật của chip AI hoàn toàn dựa trên ánh sáng, sử dụng cho các hệ thống AI tổng hợp trong tương lai.

Chip Taichi-II được chế tạo bởi nhóm nghiên cứu của Đại học Thanh Hoa do giáo sư Fang Lu và Dai Qionghai đứng đầu, nghiên cứu của họ đã được công bố trên tạp chí Nature ngày 7/8.

Đây là bản nâng cấp lớn so với con chip Taichi trước đó của họ. Hồi tháng 4, các nhà nghiên cứu tuyên bố nó đã vượt xa hiệu quả năng lượng của Nvidia GPU H100 hơn một nghìn lần.

Việc đào tạo AI bằng chip Taichi đòi hỏi sự hỗ trợ của máy tính điện tử. Nhưng Taichi-II cũng có thể được sử dụng để mô hình hóa và đào tạo hoàn toàn dựa trên ánh sáng - giúp con chip này cải thiện hiệu quả và hiệu suất hơn nhiều.

Thay vì dựa vào bộ phận điện tử, thiết bị cực nhỏ dạng module này hoạt động nhờ photon hay các hạt ánh sáng. Những photon này vận hành các công tắc điện rất nhỏ bật/tắt khi có điện áp. So với phiên bản tiền nhiệm, Taichi-II hiệu quả hơn 40% trong nhiệm vụ phân loại, bao gồm sắp xếp và nhận dạng nhiều loại thông tin khác nhau, cải thiện hiệu suất năng lượng gấp 6 lần trong điều kiện ánh sáng thấp.

Nhóm nghiên cứu đạt được bước nhảy vọt về hiệu suất bằng cách huấn luyện AI trực tiếp trên chip quang học thay vì dựa vào mô phỏng kỹ thuật số, quá trình mà các nhà khoa học gọi là chế độ tiến hoàn toàn.

Hiệu suất của Taichi-II được chứng minh là vượt trội hơn so với phiên bản tiền nhiệm của nó trong nhiều tình huống khác nhau.

Trong lĩnh vực xử lý hình ảnh phức tạp, hiệu suất năng lượng của Taichi-II trong môi trường thiếu sáng cũng được cải thiện theo cấp số nhân.

Theo Giáo sư Fang Lu, các phương pháp AI quang học thông thường thường liên quan đến việc mô phỏng mạng thần kinh nhân tạo điện tử trên kiến trúc quang tử - dựa trên ánh sáng - được thiết kế trên máy tính điện tử.

Chế độ tiến hoàn toàn là một phương pháp huấn luyện AI, trong đó dữ liệu chuyển dịch theo một hướng duy nhất về phía trước, khác với phương pháp truyền thống mà dữ liệu thường được xử lý theo nhiều bước lặp lại. Khi ánh sáng truyền qua chip, nó tương tác với các bộ phận cực nhỏ góp phần điều chỉnh hướng cũng như điều tiết pha và cường độ của nó. Quá trình này gây ra thay đổi tức thì đối với những thông số của mô hình AI, cho phép nó học hỏi theo thời gian thực mà không cần xử lý lặp lại.

Chế độ tiến hoàn toàn giúp chip photon hoạt động thậm chí nhanh hơn trước. Loại chip này có nhiều lợi thế lớn so với chip thông thường. Chip dựa trên ánh sáng ít tiêu tốn năng lượng hơn hẳn và có thể thực hiện các phép tính nhanh hơn nhiều chip thông thường do xử lý nhiều tín hiệu cùng lúc. Đó là vì khác với electron, photon có thể di chuyển ở tốc độ ánh sáng và không sản sinh nhiệt khi truyền qua chip, dẫn tới quá trình xử lý nhanh và hiệu quả hơn.

Chip Taichi hoạt động tương tự những loại chip dựa trên ánh sáng khác, nhưng nó có thể thay đổi kích thước tốt hơn nhiều so với các đối thủ cạnh tranh do kết hợp một số lợi thế của chip photon hiện hành, bao gồm nhiễu xạ quang học.