Các nhà khoa học sử dụng ánh sáng để tăng tốc độ chip! Nghe cứ như phim viễn tưởng vậy.
AI có thể trỗi dậy mạnh mẽ trong thế kỷ mới là nhờ những đột phá trong máy tính, cụ thể là những ngành như vi chip và lưu trữ dữ liệu. Nhưng ngành AI càng tiến xa, nhu cầu của “nhanh hơn, mạnh hơn và nhiều hơn” sẽ càng cấp bách; ta đang cần một AI vừa nhanh, vừa sử dụng năng lượng hiệu quả.
Và để bắt kịp với tốc độ chạy của AI, các công ty sản xuất phần cứng phải thể hiện được mình. AI đẩy xa giới hạn của công nghệ bán dẫn, và công nghệ bán dẫn phải có đột phá mới để “gánh vác” được AI, đây là mối quan hệ hai bên cùng có lợi.
Và ta có Luminous Computing, công ty vừa gây được số quỹ ấn tượng – hơn 9 triệu USD từ những cá nhân tiếng tăm như Bill Gates hay CEO của Uber là Dara Khosrowshahi. Luminous Computing đang nghiên cứu và phát triển một con chip mới, trong khi bán dẫn thường sử dụng electron để truyền tín hiệu, thì Luminous sử dụng ánh sáng.
Trong thời đại mới, rất nhiều ngành công nghiệp ứng dụng thêm AI để tăng hiệu năng sản phẩm, có thể kể tới xe tự động và máy bay không người lái. Tuy nhiên, những chip hiện có không thực sự phù hợp cho việc phát triển AI: chúng vừa ngốn năng lượng, tốc độ xử lý dữ liệu nhiều khi lại không đủ nhanh.
Những giới hạn đó sẽ khiến đường truyền bị gián đoạn, hay “lag” theo ngôn ngữ ta hay dùng. Những khoảng chững lại sẽ khiến trải nghiệm sử dụng AI phân tích dữ liệu không được trơn tru, và có thể khiến một chiếc xe tự lái gặp tai nạn khi không kịp xử lý tình huống xảy ra chớp nhoáng.
Hiện tượng “nghẽn cổ chai” này đang diễn biến theo chiều hướng xấu: nghiên cứu mới do OpenAI thực hiện chỉ ra rằng lượng năng lượng cần để “huấn luyện” một AI tăng gấp đôi mỗi 3 tháng rưỡi. Không rõ liệu ta có thể gọi đây là một dạng định luật Moore áp dụng cho nghiên cứu trí tuệ nhân tạo.
CEO và người đồng sáng lập Luminous, Marcus Gomez nhận định: thế giới hiện đại mong đợi rất nhiều từ AI, có điều những giới hạn tới từ phần cứng đang khiến quãng đường phát triển chậm lại nhiều.
“Đã nhiều năm nay, Thung lũng Silicon hứa với chúng tôi về việc sở hữu siêu máy tính giống trong phim khoa học viễn tưởng”, CEO Gomez nói, “thế nhưng ta vẫn phải tiếp tục đợi chờ”.
Một con chip AI mới có thể tăng cường sức mạnh của machine learning lên nhiều lần, có thể giúp ta khám phá ra phương thuốc mới, có thể sử dụng năng lượng hiệu quả đến mức điện thoại thông minh cũng có thể chạy được AI tiên tiến.
Luminous tìm tới con đường “sáng” sủa hơn
Các nhà nghiên cứu tại Luminous Computing sử dụng tia laser như ánh sáng dẫn đường, len lỏi qua cấu trúc siêu nhỏ của vi chip. Bằng việc sử dụng ánh sáng có màu khác nhau để đưa những phần dữ liệu khác nhau chạy qua chip, hệ thống mới sở hữu khả năng truyền dữ liệu vượt trội, hơn hẳn chip điện hiện tại.
Khả năng chuyển một lượng thông tin cực lớn, một cách nhanh chóng cho thấy chip quang học là ứng cử viên hàng đầu trong nghiên cứu AI. Một “điểm sáng” nữa: chúng tiêu tốn ít năng lượng hơn.
Mitchell Nahmias, đồng sáng lập Luminous và cũng là trưởng ban công nghệ của công ty, nói rằng mẫu chip quang học thử nghiệm hiện tại sử dụng năng lượng hiệu quả gấp 3 lần một số loại chip AI tiên tiến bậc nhất thời điểm hiện tại. Tất cả những thành quả ngày hôm nay là nỗ lực nghiên cứu nhiều năm trời của Nahmias và các cộng sự tại Đại học Princeton.
Luminous không phải những người duy nhất hướng về ánh sáng. Những startup khác như Lightelligence hay Lightmatter – tên cả hai startup đều chứa từ “Light – ánh sáng” – cũng đang phát triển chip quang học. Ông lớn ngành chip, Intel, cũng đang nung nấu những ý định chip quang học của riêng mình.
Dirk Englund, giáo sư công tác tại MIT và cũng là cố vấn công nghệ cho Lightmatter, nghĩ rằng Luminous sẽ gặp khó khăn trong việc điều chỉnh các thiết bị điều tiết ánh sáng, nhất là khi bước vào quy trình sản xuất hàng loạt.
Chip quang học cần cả tia laser lẫn những bộ biến điệu điện-quang học để thành công, đây cũng chính là trở ngại khiến chip quang học chưa thể thay thế chip điện.
Những đột phá của ngành AI
Tỷ phú Bill Gates và nhiều nhà đầu tư khác tự tin rằng Luminous sẽ vượt qua được thử thách. Nhưng ánh mắt của họ không chỉ đổ về Gomez, Nahmias và các cộng sự: bất cứ công ty nào xuyên phá được qua khe cửa hẹp của cổ chai bị nghẽn, họ sẽ chạm tới tiềm năng thực sự của trí tuệ nhân tạo.
Bạn cứ tưởng tượng xem, cái viễn cảnh trợ lý ảo – Google Assistant, Siri hay Alexa – có thể trả lời mọi câu hỏi bạn đặt ra cho nó chỉ cách ta một con chip nằm vừa lòng bàn tay thôi.
Tham khảo MIT Technology Review
