Trí tuệ nhân tạo (AI) đang dần trở thành trụ cột của công nghệ hiện đại, từ dịch thuật đến nhận dạng khuôn mặt. Tuy nhiên các mô hình AI rất tốn điện năng nên bị hoài nghi về tính hiệu quả và tính bền vững.

Một nhóm nghiên cứu Đại học Florida dường như đã tìm ra giải pháp. Con chip mới của họ sử dụng ánh sáng chứ không chỉ điện để thực hiện nhiều tác vụ AI phức tạp.

Đột phá của điện toán quang học

Chip được thiết kế để xử lý phép toán tích chập – chức năng cốt lõi đối với máy học. Phép toán cho phép mô hình trí tuệ nhân tạo phát hiện mẫu hình trong hình ảnh hay văn bản, nên cũng tiêu tốn lượng sức mạnh tính toán lớn.

Nhóm nghiên cứu trực tiếp tích hợp thành phần quang học lên chip silicone. Ánh sáng laser và thấu kính hiển vi thực hiện phép toán tích chập nhanh hơn mà lại tiêu thụ ít năng lượng hơn. Theo giáo sư quang học bán dẫn Volker J.Sorger: “Thực hiện một phép tính học máy quan trọng ở mức năng lượng gần bằng 0 là bước tiến vượt bậc cho hệ thống AI tương lai. Đột phá này rất quan trọng để tiếp tục mở rộng khả năng của trí tuệ nhân tạo”.

Ảnh mô tả chip quang học silicone mới - Ảnh: SPIE

Nguyên mẫu chip phân loại chữ số viết tay đạt độ chính xác khoảng 98% – tương đương chip thông thường. Hệ thống dựa vào 2 bộ thấu kính Fresnel siêu mỏng tương tự trong đèn hải đăng. Mỗi thấu kính đều mỏng hơn sợi tóc người, được khắc lên chip bằng kỹ thuật bán dẫn tiêu chuẩn. Để chạy phép toán tính chập, dữ liệu được chuyển đổi thành ánh sáng laser. Ánh sáng đi qua thấu kính , thực hiện phép biến đổi toán học. Kết quả được chuyển đổi trở lại thành tín hiệu số cho mô hình AI.

Xử lý nhiều luồng dữ liệu cùng lúc

Chip mới cũng có thể xử lý nhiều luồng dữ liệu cùng lúc, bằng cách dùng ánh sáng laser màu sắc khác nhau (phương pháp ghép kênh bước sóng). Giáo sư Sorger tin rằng trong tương lai học, quang học sẽ trở thành phần quan trọng của mọi chip AI mà con người sử dụng hàng ngày: “Điện toán quang học AI sẽ là bước tiếp tiếp theo”.

Theo MTG