Tại sao chip AI mới của Trung Quốc có thể lật đổ kiến trúc nhị phân truyền thống?

[Nhung Phan]

Trung Quốc vừa chính thức bước vào giai đoạn sản xuất hàng loạt chip AI phi nhị phân đầu tiên trên thế giới, một bước ngoặt lớn trong lĩnh vực công nghệ trí tuệ nhân tạo. Đây là sản phẩm của nhóm nghiên cứu do Giáo sư Li Hongge dẫn đầu tại Đại học Hàng không Vũ trụ Bắc Kinh (Beihang University).

Công nghệ đột phá: Hybrid Stochastic Number (HSN)​

Trái với chip truyền thống dựa trên hệ thống nhị phân (0 và 1), chip AI mới của Trung Quốc ứng dụng công nghệ Hybrid Stochastic Number (HSN) – sự kết hợp giữa logic nhị phân và logic hiệu suất, nhằm tăng khả năng chống nhiễu, chịu lỗi cao và nâng cao hiệu năng xử lý.

Điểm đặc biệt của công nghệ này là khả năng giải quyết hai giới hạn lớn mà máy tính hiện đại đang gặp phải:

• Tường năng lượng: giới hạn về mức tiêu thụ điện năng.
• Tường kiến trúc: hạn chế của thiết kế đồng nhất truyền thống.

Thông thường, các hệ thống logic xác thực dùng tần số tín hiệu điện cao thay cho các phép toán chính xác, điều này giúp giảm phần cứng nhưng khiến tốc độ chậm hơn. Tuy nhiên, HSN đã cải thiện yếu tố này bằng cách kết hợp khả năng phân tích tốc độ cao của hệ thống nhị phân, giúp tối ưu hiệu suất mà không làm tăng mức tiêu thụ phần cứng.

Chip AI đa nhiệm, tiêu thụ điện thấp và xử lý thông minh​

Năm 2023, nhóm nghiên cứu đã ứng dụng thành công công nghệ này vào chip thông minh điều khiển màn hình cảm ứng, sản xuất bằng quy trình 110nm của SMIC. Đầu năm nay, nhóm tiếp tục giới thiệu chip nhân ML hiệu suất cao sử dụng công nghệ CMOS 28nm, được công bố trên Tạp chí Vi điện tử.

Điểm nổi bật của chip là khả năng tích hợp tính toán ngay trong bộ nhớ (In-Memory Computing), cho phép xử lý dữ liệu tại chỗ mà không cần liên tục truyền qua lại giữa CPU và bộ nhớ, từ đó giảm tiêu thụ điện năng đáng kể.

Ngoài ra, thiết kế System-on-Chip (SoC) giúp xử lý đa nhiệm cùng lúc, vượt qua ranh giới mà các kiến trúc truyền thống khó đáp ứng.

Một số ứng dụng thực tế:​

• Nhận diện cảm ứng: tăng độ nhạy, phát hiện tín hiệu yếu, nâng cao trải nghiệm người dùng.
• Điều khiển màn hình: xử lý dữ liệu chính xác, tiết kiệm điện năng.
• Điều hướng hệ thống: giúp thiết bị điều chỉnh hướng ổn định và chính xác.

Bên cạnh đó, nhóm nghiên cứu còn đang phát triển kiến trúc tập lệnh riêng (ISA) để tối ưu hiệu suất logic, giúp mở rộng khả năng xử lý giọng nói, hình ảnh và tăng tốc các mô hình AI.

Đáng chú ý, thời gian xử lý trên chip đạt đến mức micro-giây, cho thấy sự cân bằng giữa hiệu suất cao và khả năng triển khai linh hoạt.

Trung Quốc đang cho thấy vị thế dẫn đầu trong lĩnh vực chip AI với công nghệ HSN tiên tiến, mở ra hướng đi mới cho ngành công nghệ điện toán và trí tuệ nhân tạo trong tương lai gần.

Nguồn bài viết: https://songai.vn/posts/trung-quoc-bat-dau-san-xuat-hang-loat-chip-ai-phi-nhi-phan-dau-tien-the-gioi