Nội dung bài viết
Các nhà khoa học Trung Quốc phát triển chip máy tính siêu nhỏ có thể tính toán và lưu trữ dữ liệu trên mảng bộ nhớ đơn, mô phỏng cấu trúc phức tạp của bộ não theo thời gian thực.
Trong bài báo công bố hôm 2/6 trên tạp chí Science , nhóm nghiên cứu ở Đại học Bắc Kinh và Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc mô tả chip nhớ 40 nanomet tích hợp mạng nơ-ron nhân tạo.
Thiết bị này có thể vượt qua các giới hạn tính toán, tái tạo bề mặt não phức tạp trong chưa đầy nửa giây, nhanh gấp 50, 478 lần bộ xử lý đồ họa (GPU) Nvidia A100.
Theo nhóm phát triển, chip mới không chỉ hay đổi cách chẩn đoán và điều trị bệnh thoái hóa thần kinh như Alzheimer mà còn nâng cao hiệu suất của giao diện não, máy tính và hỗ trợ bác sĩ phẫu thuật.
Giáo sư Yang Yuchao, phó hiệu trưởng trường kỹ thuật điện tử và máy tính của Đại học Bắc Kinh, trưởng nhóm nghiên cứu, chia sẻ con chip có thể tái hiện chính xác những nếp gấp của bộ não cho ứng dụng y tế, biến bản sao kỹ thuật số não theo hướng cá nhân hóa thành hiện thực, đồng thời cung cấp nền tảng phần cứng để điều hướng neuron trong phẫu thuật.
Theo SCMP , bộ não người có nhiều nếp nhăn để tăng diện tích bề mặt, qua đó có thể chứa hàng tỷ neuron bên trong hộp sọ. Trước đây, quá trình tái tạo những đường rãnh phức tạp này theo thời gian thực đòi hỏi thiết bị lớn đắt tiền cho các tính toán kéo dài.
Cấu trúc máy tính tiêu chuẩn vấp phải rào cản vì bộ lưu trữ và xử lý tách riêng, dữ liệu phải truyền liên tục giữa bộ nhớ và bộ xử lý, dẫn tới độ trễ lớn và mức tiêu thụ điện cao.
Yang và đồng nghiệp giải quyết vấn đề này bằng cách tích hợp hệ thống nơ-ron vào kiến trúc tính toán kết hợp bộ nhớ và bộ xử lý trên cùng một chip. Thiết kế này lưu trữ dữ liệu và tính toán trong cùng một mảng bộ nhớ.
Qua đó, nhóm nghiên cứu biến một lỗi lớn có thể làm cho dữ liệu kém ổn định ở chip nhớ thế hệ tiếp theo thành công cụ tính toán mạnh mẽ. Cách tiếp cận của họ mô phỏng tính mềm dẻo của khớp thần kinh, vốn là mục tiêu theo đuổi từ lâu trong kỹ thuật thần kinh học.
Hai chuyên gia tại Trung tâm Nghiên cứu Juelich ở Đức, so sánh việc lưu trữ dữ liệu và tính toán trong cùng một mảng bộ nhớ giống như "xử lý sữa tươi tại trang trại thay vì chuyển tới nhà máy".
Theo Pan Daily , với độ trễ ở mức 2,12 mili giây, chip mới có thể mở đường cho tính toán thời gian thực trong chụp ảnh lâm sàng, robot và trí tuệ hiện thân.
Theo Inside AI , bộ xử lý A100 của Nvidia được chế tạo trên quy trình TSMC 7 nanomet, vận hành xuất sắc trong các công việc song song nhưng không được tối ưu hóa cho những tính toán thưa thớt và không đều đặn thường gặp trong mô phỏng thần kinh.
Hiệu suất của chip mới xuất phát từ sự tích hợp chặt chẽ giữa bộ nhớ và logic, tập trung vào một lĩnh vực chuyên biệt thay vì tính linh hoạt đa dụng. Một số chuyên gia cho rằng việc so sánh hiệu suất có thể không phản ánh đúng môi trường lâm sàng trong thực tế.
A100 là bộ tăng tốc đa dụng, trong khi con chip của nhóm nghiên cứu Trung Quốc được thiết kế cho một công việc cụ thể. Hơn nữa, nghiên cứu không tiết lộ mức tiêu thụ điện năng hoặc khả năng mở rộng sản xuất, những yếu tố quan trọng để triển khai chip.
Nghiên cứu của Yang và đồng nghiệp dựa trên hàng thập kỷ phát triển lĩnh vực tính toán thần kinh học, từ võng mạc silicon đời đầu của Carver Mead đến chip TrueNorth của IBM và Loihi của Intel.
Tuy nhiên, phần lớn nỗ lực nghiên cứu trước đây gặp khó khăn khi cân bằng giữa độ trung thực sinh học và hiệu suất thực tế. Nhóm nghiên cứu tại Đại học Bắc Kinh tập trung vào tái tạo bề mặt vỏ não để tạo ra sản phẩm có giá trị lâm sàng.
Tiếp theo, các nhà khoa học sẽ thử nghiệm con chip trên động vật và tích hợp với hệ thống chụp ảnh y tế hiện có. Khi ô vuông chuyển thành dấu tích xanh là hoàn thành, bạn đọc có thể đóng trang web trên.
Khi nhìn thấy dấu tích xanh bên cạnh VnExpress là đã hoàn thành.
Gợi ý thực hành:
1. Theo dõi thông báo từ cơ quan địa phương tại California.
2. Kiểm tra nguồn chính thức trước khi chia sẻ lại thông tin.