Các nhà khoa học Trung Quốc nói chip mới làm nhiệm vụ AI nhanh hơn Nvidia A100 3.000 lần

Dù chip mới không thể ngay lập tức thay thế những chip được sử dụng trong thiết bị như máy tính hoặc smartphone, nhưng nó có thể sớm được sử dụng trong các thiết bị đeo được, ô tô điện hoặc nhà máy thông minh và giúp nâng cao khả năng cạnh tranh của Trung Quốc trong ứng dụng AI đại chúng. Các nhà khoa học Trung Quốc cho biết điều này trong một bài báo được đăng trên tạp chí Nature.

Trung Quốc đang nỗ lực bắt kịp Mỹ trong cuộc đua AI sau khi chính quyền Biden đưa ra hàng loạt biện pháp hạn chế khả năng tiếp cận công nghệ cao của quốc gia châu Á này, bao gồm cả chip tiên tiến.

Chip mới được gọi là All-Analogue Chip Combining Electronics and Light (ACCEL), dựa trên ánh sáng và sử dụng photon (loại hạt cơ bản) để tính toán và truyền thông tin nhằm đạt được tốc độ tính toán nhanh hơn.

Ý tưởng về chip dựa trên ánh sáng không phải là mới, nhưng những chip đang được sử dụng dựa vào dòng điện để tính toán vì các photon khó kiểm soát hơn.

Trong thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, ACCEL đạt tốc độ tính toán 4,6 PFLOPS, nhanh hơn 3.000 lần so với một trong những chip AI thương mại được sử dụng rộng rãi nhất là A100 của Nvidia. Các nhà nghiên cứu nhận thấy ACCEL cũng tiêu thụ năng lượng ít hơn 4 triệu lần.

Chip A100 phải chịu ảnh hưởng của lệnh trừng phạt từ Mỹ với Trung Quốc. Nvidia bị cấm bán A100 cùng các chip AI tiên tiến khác được sản xuất bằng máy in thạch bản tiên tiến cho Trung Quốc.

Trong khi đó, ACCEL được chế tạo bởi SMIC (nhà sản xuất chip số 1 Trung Quốc) bằng cách sử dụng quy trình chế tạo bóng bán dẫn giá rẻ 20 năm tuổi.

Nhóm nghiên cứu từ khoa kỹ thuật điện tử và tự động hóa của Đại học Thanh Hoa viết trong bài báo: “Hiệu suất của chip có thể được tối ưu hóa hơn nữa thông qua những cải tiến trong quy trình xây dựng hoặc bằng cách áp dụng các quy trình chế tạo đắt tiền hơn dưới 100 nanomet”.

Không giống như chip bán dẫn, chip photon sử dụng các đặc tính vật lý nội tại của ánh sáng bằng cách thay thế bóng bán dẫn bằng kính hiển vi siêu nhỏ và tín hiệu điện bằng tín hiệu ánh sáng.

“Việc triển khai các hệ thống tính toán photon từng là thách thức do thiết kế cấu trúc phức tạp, dễ bị nhiễu cũng như lỗi hệ thống. Nhóm đã giới thiệu một cách sáng tạo khung tính toán kết hợp giữa tính toán photon và điện tử analogue (tương tự)”, trang web của Đại học Thanh Hoa cho biết.

Đại học Thanh Hoa cũng cho biết việc sử dụng tín hiệu ánh sáng giúp tăng hiệu quả sử dụng năng lượng lên đáng kể và “năng lượng cần thiết để vận hành các chip hiện có, một giờ có thể cung cấp năng lượng cho ACCEL trong hơn 500 năm”.

Mức tiêu thụ điện năng thấp của ACCEL cũng có thể giúp khắc phục vấn đề tản nhiệt, vốn đang đặt ra rào cản đáng kể trong việc thu nhỏ các mạch tích hợp hơn nữa.

Tuy nhiên, kiến trúc tính toán analogue trên ACCEL giới hạn ứng dụng của chip trong việc giải quyết các vấn đề cụ thể và không thể chạy nhiều chương trình khác nhau hoặc nén các file như chip tổng quát thông thường trong smartphone.

Theo trang web của Đại học Thanh Hoa, các tác vụ mà ACCEL có thể thực hiện gồm nhận dạng hình ảnh có độ phân giải cao, tính toán trong điều kiện ánh sáng yếu và xác định lưu lượng truy cập.

ACCEL cũng có những lợi thế nhất định khi thực hiện các nhiệm vụ thị giác AI vì ánh sáng thụ động từ môi trường mang thông tin cho phép nó tính toán trực tiếp trong quá trình cảm nhận.

Dự án được tài trợ bởi Chương trình Nghiên cứu và Phát triển trọng điểm quốc gia của Bộ Khoa học và Quỹ Khoa học tự nhiên quốc gia Trung Quốc.

MakeSens, công ty thiết kế chip có trụ sở tại Bắc Kinh (thủ đô Trung Quốc) được đồng sáng lập bởi một trong những nhà nghiên cứu tham gia dự án trên, cũng tham gia vào việc phát triển ACCEL. MakeSens đã ra mắt một loại chip năng lượng thấp sử dụng tính toán analogue vào tháng 5.

Theo Đại học Thanh Hoa, Dai Qionghai, một trong những người đồng lãnh đạo nhóm nghiên cứu, nói: “Phát triển kiến trúc tính toán mới cho kỷ nguyên AI là một thành tựu đỉnh cao. Tuy nhiên, thách thức quan trọng hơn là đưa kiến trúc mới này vào ứng dụng thực tế, giải quyết các nhu cầu lớn của quốc gia và cộng đồng. Đó là trách nhiệm của chúng tôi”.

Nhóm nghiên cứu vẫn chưa trả lời các câu hỏi về triển vọng thương mại của ACCEL.

Các công ty Trung Quốc tranh mua chip AI Nvidia do lệnh cấm từ Mỹ làm giảm nguồn cung

Các công ty Trung Quốc đang tranh giành để có được chip AI Nvidia sau khi Mỹ hạn chế hơn nữa việc cung cấp các bộ xử lý đồ họa (GPU) quan trọng, giáng đòn mới vào tham vọng trí tuệ nhân tạo (AI) của quốc gia châu Á.

Xiamen Hongxin Electron-Tech Co, nhà sản xuất bảng mạch in linh hoạt được niêm yết ở thành phố Thâm Quyến (Trung Quốc), đang “tăng cường liên lạc với nhiều nhà phân phối của Nvidia trong thời gian ngắn vì chính phủ Mỹ vẫn đang đẩy mạnh việc hạn chế với các chip xử lý máy tính".

Xiamen Hongxin Electron-Tech Co từ chối nêu chi tiết về tiến trình liên lạc với các nhà phân phối, đồng thời thừa nhận rằng họ không làm việc trực tiếp với Nvidia.

Hãng điện tử này cũng cung cấp chất bán dẫn cho máy chủ AI thông qua quan hệ đối tác đã ký kết với công ty khởi nghiệp chip Enflame Technology (có trụ sở tại thành phố Thượng Hải) vào tháng 4. Xiamen Hongxin Electron-Tech Co cho biết sẽ cần tăng cường sử dụng chip AI nội địa để đáp ứng nhu cầu của khách hàng về sức mạnh tính toán nếu các sản phẩm của Nvidia bị Mỹ cấm xuất khẩu đến Trung Quốc hoàn toàn.

Công ty cho biết trên nền tảng nhà đầu tư: “Các hạn chế với Nvidia càng chặt chẽ thì không gian còn lại cho các chip và máy chủ AI nội địa càng lớn”.

Theo thông báo của công ty hồi đầu tháng này, Xiamen Hongxin Electron-Tech Co sẽ cho thuê máy chủ và sức mạnh tính toán cho dự án trung tâm dữ liệu AI trị giá 1 tỉ nhân dân tệ (136,7 triệu USD) tại Thiên Thủy, thành phố lớn thứ hai ở tỉnh Cam Túc phía tây bắc Trung Quốc. Xiamen Hongxin Electron-Tech Co đã đặt hàng hơn 9.000 chip từ Enflame Technology cho dự án này.

Tờ Securities Time đưa tin Inspur (hãng sản xuất máy chủ hàng đầu Trung Quốc và là nhà phân phối chính các sản phẩm Nvidia tại nước này) nói đã “tích cực dự trữ” chip Nvidia do nguồn cung khan hiếm trong năm nay, nhưng từ chối nêu chi tiết về mức tồn kho.

Bộ Thương mại Mỹ đã cập nhật các biện pháp kiểm soát xuất khẩu công nghệ hôm 17.10, hạn chế Nvidia bán chip A800 và H800, vốn được thiết kế để tuân thủ các quy định xuất khẩu trước đó của Mỹ. Điều này làm suy giảm nỗ lực phát triển AI của Trung Quốc bằng cách ngăn nước này tiếp cận các chất bán dẫn được sử dụng để đào tạo các thuật toán AI.

Dù thông báo của Bộ Thương mại Mỹ đưa ra thời hạn 30 ngày để các hạn chế có hiệu lực kể từ hôm 17.10, Nvidia cho biết trong hồ sơ gửi Ủy ban Chứng khoán và Giao dịch Mỹ rằng các quy tắc này có hiệu lực hôm 23.10.

Sau khi Nvidia bị cấm bán chip A100 và H100 tiên tiến của mình cho Trung Quốc theo quy định mà Mỹ đưa ra một năm trước, công ty này đã sản xuất riêng A800 và H800 để dành cho khách hàng Trung Quốc. Động thái mới nhất của chính quyền Biden gây khó khăn cho các gã khổng lồ công nghệ Trung Quốc đang gấp rút tung ra các sản phẩm giống ChatGPT tại Trung Quốc, nơi không có dịch vụ của OpenAI.

Tencent Holdings, ByteDance, Baidu và Alibaba đã đặt hàng chung khoảng 100.000 Nvidia A800 trị giá 1 tỉ USD sẽ được giao trong năm 2023 và thêm 4 tỉ USD GPU sẽ được giao vào năm 2024, tờ Financial Times đưa tin vào tháng 8, trích dẫn các nguồn ẩn danh.

Các chip Nvidia A100, H100 và L40S cũng bị ảnh hưởng bởi các hạn chế từ Mỹ.

Sơn Vân