Trung Quốc phát triển chip AI dựa trên ánh sáng đầu tiên

Theo South China Morning Post, chip Taichi-II được phát triển bởi một nhóm nghiên cứu Đại học Thanh Hoa (Trung Quốc). Thành quả nghiên cứu của nhóm này vừa được công bố trên tạp chí khoa học Nature vào ngày 7.8.

Việc đào tạo AI bằng chip Taichi đòi hỏi sự hỗ trợ của máy tính điện tử. Nhưng Taichi-II có thể được sử dụng để mô hình hóa và đào tạo hoàn toàn dựa trên ánh sáng, giúp cải thiện hiệu quả hiệu suất lên nhiều. Theo nhóm nghiên cứu, đây là bản nâng cấp lớn hơn so với chip Taichi trước đó mà nhóm nghiên cứu công bố hồi tháng 4.2024, vốn vượt hiệu quả năng lượng của Nvidia GPU H100 hơn một nghìn lần.

Theo bài nghiên cứu, hiệu suất của Taichi-II được đánh giá là vượt trội hơn so với phiên bản tiền nhiệm trong nhiều tình huống khác nhau. Bản nâng cấp Taichi-II là một bước quan trọng đối với điện toán quang học và có thể đưa ra thử nghiệm ứng dụng quy mô lớn cũng như giải quyết nhu cầu ngày càng tăng về sức mạnh tính toán với mức tiêu thụ năng lượng thấp.

Taichi-II đẩy nhanh quá trình đào tạo các mạng quang học với hàng triệu tham số theo cấp số nhân và tăng độ chính xác của 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 đã được cải thiện gấp 6 lần. Do đó, Taichi-II cũng có thể cung cấp một giải pháp thay thế sau khi Mỹ hạn chế Trung Quốc tiếp cận bộ xử lý đồ họa mạnh nhất (GPU) để đào tạo AI.

Giáo sư Lục Phương - trưởng nhóm nghiên cứu, cho biết các phương pháp AI quang học phổ biến thường liên kết với việc mô phỏng các mạng nơ-ron nhân tạo điện tử trên kiến trúc quang tử dựa trên ánh sáng. Bà Lục cho biết: "Do sự không hoàn hảo của hệ thống và sự phức tạp của quá trình truyền sóng ánh sáng, việc mô hình hóa chính xác hoàn toàn một hệ thống quang học nói chung là điều không thể và luôn xảy ra sự không đồng nhất 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 mà quá trình đào tạo chuyên sâu về máy tính được thực hiện trực tiếp trên chip quang học. Do đó, hầu hết quá trình học máy có thể được thực hiện song song. Họ gọi giải pháp này là chế độ học hoàn toàn chuyển tiếp (FFM).

FFM 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 các cuộc thi học tập tăng tốc. "Kiến trúc này cho phép đào tạo có độ chính xác cao và hỗ trợ đào tạo mạng quy mô lớn", theo ông Tiết Chí Vi, đồng tác giả của nghiên cứu.

Bà Lục cho biết nghiên cứu của chúng tôi hình dung ra một tương lai mà những con chip này tạo thành nền tảng cho sức mạnh tính toán quang học để xây dựng mô hình AI.