Trong bối cảnh các trung tâm dữ liệu AI đang "ngốn" điện năng ở mức báo động, các nhà nghiên cứu tại Đại học Sydney (Úc) đã tạo nên một cơn địa chấn, đó là chế tạo thành công nguyên mẫu chip nanophotonic xử lý trí tuệ nhân tạo bằng ánh sáng thay vì dòng điện. Đột phá này không chỉ hứa hẹn đưa tốc độ xử lý lên tầm cao mới mà còn giải quyết triệt để "cơn ác mộng" về nhiệt lượng và năng lượng của ngành công nghiệp AI hiện nay.
Ảnh minh họa.
Khác với các chip silicon truyền thống phải đẩy các hạt electron qua dây dẫn, một quá trình tạo ra điện trở và nhiệt lượng lớn, con chip mới này sử dụng các hạt photon (ánh sáng). Khi ánh sáng truyền qua các cấu trúc nano siêu nhỏ (chỉ bằng độ dày một sợi tóc người), các phép tính toán học phức tạp của AI được thực hiện ngay lập tức.
Kết quả thử nghiệm cho thấy, mỗi phép tính diễn ra trong quy mô picosecond (một phần ngàn tỷ giây). Điều này có nghĩa là dữ liệu được xử lý gần như tức thời ngay khi ánh sáng đi qua thiết bị, loại bỏ hoàn toàn độ trễ thường thấy trên các hệ thống điện tử hiện tại.
Điểm đặc biệt của con chip này nằm ở kiến trúc mạng thần kinh vật lý. Thay vì chạy các thuật toán AI dưới dạng phần mềm trên phần cứng thông thường, nhóm nghiên cứu đã "nhúng" trực tiếp mô hình mạng thần kinh vào cấu trúc vật lý của chip. Các cấu trúc nano đóng vai trò như các nơ-ron nhân tạo, giúp chip tự nhận dạng và phân loại dữ liệu khi ánh sáng đi qua.
Để chứng minh năng lực, nhóm nghiên cứu đã huấn luyện chip phân loại hơn 10.000 hình ảnh y tế từ ảnh chụp MRI. Kết quả đạt được khiến giới khoa học kinh ngạc với độ chính xác từ 90-99%, tương đương với các hệ thống máy tính mạnh mẽ nhất hiện nay nhưng với mức tiêu thụ năng lượng thấp hơn gấp nhiều lần.
Hiện nay, các gã khổng lồ công nghệ đang phải đối mặt với áp lực khổng lồ về lưới điện và tài nguyên nước để làm mát các máy chủ AI. Chip quang tử ra đời mang theo hy vọng chấm dứt kỷ nguyên của những hệ thống làm mát tốn kém. Vì ánh sáng truyền qua vật liệu mà không có điện trở, lượng nhiệt tỏa ra gần như bằng không.
Chip quang tử mở ra cánh cửa mới cho hệ thống xử lý AI không tốn điện và nước.
Giáo sư Xiaoke Yi, người dẫn đầu dự án, cho biết: “Chúng tôi đã tái định nghĩa cách sử dụng quang học để thiết kế phần cứng. Đây là lời giải cho một AI nhanh hơn, xanh hơn và siêu nhỏ gọn trong tương lai”. Nếu được thương mại hóa thành công, công nghệ này sẽ là chìa khóa để duy trì đà phát triển của trí tuệ nhân tạo mà không làm tổn hại đến hành tinh.
An An - IE
