Trung Quốc tạo ra chip có thể thực hiện nhiệm vụ AI nhanh hơn 3.000 lần so với A100 của Nvidia

Theo một nghiên cứu mới, các nhà khoa học Trung Quốc đã sản xuất một con chip nhanh hơn và tiết kiệm năng lượng hơn đáng kể so với các chip AI hiệu suất cao hiện nay khi thực hiện một số nhiệm vụ như nhận dạng hình ảnh và lái xe tự động.

NHANH HƠN 3.000 LẦN, TIÊU THỤ NĂNG LƯỢNG ÍT HƠN 4 TRIỆU LẦN

Các nhà nghiên cứu viết trong một bài báo xuất bản rằng mặc dù con chip mới không thể ngay lập tức thay thế 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 và giúp nâng cao khả năng cạnh tranh của Trung Quốc trong ứng dụng trí tuệ nhân tạo đại chúng.

Theo trang The China Morning Post, Trung Quốc đang nỗ lực bắt kịp cuộc đua AI với Mỹ sau khi Washington đưa ra một loạt biện pháp hạn chế khả năng tiếp cận công nghệ của Trung Quốc, bao gồm cả chip tiên tiến.

Con chip mới – được gọi là All-Analogue Chip Combining Electronics and Light (ACCEL) – dựa trên ánh sáng và sử dụng photon, một loại hạt cơ bản, để tính toán và truyền thông tin nhằm đạt được tốc độ tính toán nhanh hơn.

Ý tưởng về một con chip dựa trên ánh sáng không phải là mới, nhưng những con chip hiện đang được sử dụng dựa vào dòng điện để tính toán vì các photon khó điều khiển hơn.

Thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, con chip mới đạt tốc độ tính toán 4,6 PFLOPS (phép toán dấu phẩy động peta mỗi giây), nhanh hơn 3.000 lần so với một trong những chip AI thương mại được sử dụng rộng rãi nhất, A100 của Nvidia. Các nhà nghiên cứu nhận thấy chip Trung Quốc cũng tiêu thụ năng lượng ít hơn 4 triệu lần.

A100 phải chịu lệnh trừng phạt của Mỹ đối với Trung Quốc và nó cùng với các chip AI tiên tiến khác được sản xuất bằng máy in thạch bản tiên tiến mà Trung Quốc không có quyền truy cập.

Thay vào đó, con chip mới được chế tạo bởi Semiconductor Manufacturing International Corporation của Trung Quốc bằng cách sử dụng quy trình chế tạo bóng bán dẫn giá rẻ 20 năm tuổi.

CHƯA CÓ THÔNG TIN TRIỂN VỌNG THƯƠNG MẠI CỦA CON CHIP NÀY

Nhóm nghiên cứu từ khoa kỹ thuật điện tử và tự động hóa của Đại học Thanh Hoa viết trong bài báo xuất bản tuần trước: “Hiệu suất [của chip] có thể được tối ưu hóa hơn nữa thông qua những cải tiến trong quy trình xây dựng hoặc bằng cách áp dụng các quy trình chế tạo đắt tiền hơn dưới 100 nanomet”.

Không giống như chip bán dẫn, chip quang tử sử dụng các đặc tính vật lý nội tại của ánh sáng bằng cách thay thế bóng bán dẫn bằng kính hiển vi siêu nhỏ và tín hiệu điện bằng tín hiệu ánh sáng.

“Việc triển khai các hệ thống điện toán quang tử từng là một thách thức do thiết kế cấu trúc phức tạp và dễ bị ảnh hưởng bởi tiếng ồn cũng như lỗi hệ thống. Nhóm đã giới thiệu một cách sáng tạo khung điện toán kết hợp điện toán quang tử và điện tử tương tự”, trang web của Tsinghua cho biết.

Tsinghua cũng cho biết việc sử dụng tín hiệu ánh sáng giúp tăng hiệu quả sử dụng năng lượng lên đáng kể 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 cũng có thể giúp khắc phục vấn đề tản nhiệt, vấn đề hiện đang đặt ra rào cản đáng kể trong việc thu nhỏ các mạch tích hợp hơn nữa.

Tuy nhiên, kiến trúc điện toán tương tự của chip giới hạn ứng dụng của nó trong việc giải quyết các vấn đề cụ thể và nó không thể chạy nhiều chương trình khác nhau hoặc nén các tệp như chip điện toán thông thường trong điện thoại thông minh.

Theo trang web của Tsinghua, các tác vụ mà nó có thể thực hiện bao gồm nhận dạng hình ảnh có độ phân giải cao, tính toán trong điều kiện ánh sáng yếu và xác định lưu lượng truy cập.

Nó cũng có những lợi thế nhất định khi thực hiện các nhiệm vụ thị giác AI vì ánh sáng thụ động từ môi trường mang thông tin cho phép nó tính toán trực tiếp trong quá trình cảm biến.

Dự án được tài trợ bởi Chương trình nghiên cứu và phát triển trọng điểm quốc gia của Bộ khoa học Trung Quốc và Quỹ khoa học tự nhiên quốc gia Trung Quốc.

MakeSens, một công ty thiết kế chip có trụ sở tại Bắc Kinh được đồng sáng lập bởi một trong những nhà nghiên cứu tham gia dự án, cũng tham gia vào việc phát triển chip. Công ty đã ra mắt một loại chip năng lượng thấp sử dụng điện toán tương tự vào tháng 5 này.

Theo Tsinghua, Dai Qionghai, một trong những người đồng lãnh đạo nhóm nghiên cứu, phát triển kiến trúc điện toán mới cho kỷ nguyên AI là một 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.

Nhóm nghiên cứu vẫn chưa trả lời các câu hỏi về triển vọng thương mại của con chip này.

Hoàng Hà