Các nhà nghiên cứu từ Đại học Bắc Kinh và Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc mới đây đã phát triển thành công một dòng chip nhớ tiến trình 40nm mang tính đột phá. Con chip này có khả năng mô phỏng và tái dựng các cấu trúc nếp gấp phức tạp của não người theo thời gian thực với tốc độ chưa đầy nửa giây. Đây được xem là một bước tiến lịch sử giúp nâng cao hiệu quả chẩn đoán bệnh lý não bộ, tối ưu hóa giao diện não - máy tính (BCI) và hỗ trợ đắc lực cho định vị phẫu thuật thần kinh.
Hình minh họa.
Biến lỗi phần cứng thành lợi thế và lộ trình y học tương lai
Đáng chú ý, kết quả thử nghiệm cho thấy con chip thế hệ mới này đạt tốc độ xử lý nhanh hơn từ 50 - 478 lần so với siêu hệ thống chạy bằng chip đồ họa cao cấp Nvidia A100. Sức mạnh vượt trội này đến từ kiến trúc tính toán trong bộ nhớ (computing-in-memory), cho phép lưu trữ và tính toán dữ liệu trên cùng một mảng vi mạch. Việc xóa bỏ khoảng cách vật lý giữa bộ nhớ và bộ xử lý đã triệt tiêu hoàn toàn điểm nghẽn kinh điển của kiến trúc máy tính truyền thống, giúp giảm thiểu độ trễ xuống mức mili-giây và hạ thấp tối đa lượng điện năng tiêu thụ.
Một điểm độc đáo khác của công trình được công bố trên tạp chí Science danh giá này là việc các nhà khoa học đã biến hiện tượng "trôi điện dẫn" của bộ nhớ điện trở thay đổi pha thành một lợi thế kỹ thuật. Thay vì coi đây là một khuyết tật phần cứng, họ đã tận dụng nó để thực hiện các tính toán động lực học thần kinh đầy chuẩn xác và tiết kiệm năng lượng. Sự sáng tạo này giúp giải quyết triệt để bài toán chẩn đoán hình ảnh khi phần cứng thông thường luôn bất lực trước khối lượng dữ liệu khổng lồ từ các nếp gấp chứa hàng tỷ neuron của não bộ.
Theo giáo sư Yang Yuchao, tác giả chính của nghiên cứu, bước đột phá này sẽ cung cấp nền tảng phần cứng vững chắc để hiện thực hóa các "phiên bản song sinh kỹ thuật số" của não người. Công nghệ này hứa hẹn sẽ ứng dụng trực tiếp vào việc tầm soát sớm căn bệnh Alzheimer, can thiệp cá nhân hóa và định vị thần kinh ngay trong phòng mổ tại các bệnh viện. Giới chuyên gia từ Trung tâm Nghiên cứu Juelich (Đức) cũng đánh giá rất cao hiệu quả của phương thức tính toán tại chỗ này, khẳng định nó mở ra một chương mới cho cả y học lâm sàng lẫn ngành công nghiệp robot và trí tuệ hiện thân tương lai.
Hệ thống AI có khả năng mô hình hóa các hình dạng phức tạp.
Công nghệ chip tích hợp mới của Trung Quốc đã mở ra một kỷ nguyên xử lý dữ liệu sinh học hoàn toàn vượt trội. Bằng cách giải quyết bài toán cốt lõi về độ trễ kiến trúc, giải pháp này mang lại hiệu quả ứng dụng tức thì cho các ca phẫu thuật cần thời gian chuẩn xác. Đây chính là tiền đề công nghệ quan trọng thúc đẩy sự ra đời của những thiết bị y tế thông minh thế hệ tiếp theo trên toàn cầu.
An An - IE
