Vượt Mỹ, siêu cường châu Á tạo đột phá với chip AI đầu tiên trên thế giới chạy hoàn toàn bằng ánh sáng

SCMP đưa tin, một nhóm các nhà khoa học ở Bắc Kinh (Trung Quốc) đã phát triển con chip AI quang học đầu tiên trên thế giới, giúp tăng đáng kể hiệu quả và hiệu suất.

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 hôm 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.

Các nhà khoa học cho biết chip Taichi-II của họ đánh dấu một bước tiến quan trọng cho điện toán quang học. Ảnh: Shutterstock

Trong bài báo, họ cho biết bản nâng cấp là bước tiến quan trọng đối với điện toán quang học và có thể giúp đưa nó từ giai đoạn lý thuyết sang ứng dụng thử nghiệm quy mô lớn, cũng như giải quyết nhu cầu ngày càng tăng về sức mạnh tính toán với mức tiêu thụ năng lượng thấp.

Nó còn có thể cung cấp một giải pháp thay thế sau khi Mỹ hạn chế quyền tiếp cận của Trung Quốc đối với bộ xử lý đồ họa mạnh nhất (GPU) để đào tạo AI.

Bài báo khẳng định, 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.

Phiên bản Taichi mới này đẩy nhanh quá trình đào tạo mạng quang học với hàng triệu tham số lên nhiều bậc và tăng độ chính xác của các nhiệm vụ phân loại lên 40%.

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.

Giáo sư Fang Lu cho hay, 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.

Bà giải thích: "Do hệ thống chưa hoàn hảo và độ phức tạp của quá trình truyền sóng ánh sáng, việc mô hình hóa chính xác một hệ thống quang học nói chung là không thể và luôn xảy ra tình trạng thiếu liên kết giữa mô hình ngoại tuyến và hệ thống thực tế".

Để vượt qua những thách thức này, nhóm nghiên cứu đã phát triển một phương pháp tiên tiến, trong đó quy trình đào tạo chuyên sâu về máy tính được thực hiện trực tiếp trên chip quang học. Nhờ đó, hầu hết quá trình học máy có thể được thực hiện song song. Họ gọi đây là chế độ học hoàn toàn chuyển tiếp (FFM).

"Cấu trúc này cho phép việc đào tạo có độ chính xác cao cũng như hỗ trợ đào tạo mạng quy mô lớn", Xue Zhiwei, tác giả chính của nghiên cứu nói.

FFM sẽ tận dụng các bộ điều biến và bộ dò quang tốc độ cao có sẵn trên thị trường và có thể hoạt động tốt hơn GPU trong việc tăng tốc quá trình học hỏi.

"Nghiên cứu của chúng tôi dự đoán một tương lai nơi những con chip này sẽ là nền tảng cho sức mạnh tính toán quang học để xây dựng mô hình AI", Fang chia sẻ.

Theo SCMP