Hail the Judge
Ta chơi xong không trả tiền, vậy đâu có gọi là bán
Theo nghiên cứu mới, một loại máy tính sử dụng ánh sáng thay vì các công tắc kỹ thuật số để thực hiện phép tính có thể giảm đáng kể nhu cầu năng lượng của Trí tuệ nhân tạo (AI). Các nhà khoa học đã phát minh chiếc máy tính này và mô tả nó như 1 mô hình điện toán hoàn toàn mới.
Các nhà nghiên cứu của Microsoft đã phát triển một nguyên mẫu máy tính quang học tương tự (Analog Optical Computer - AOC) có thể thực hiện một số tác vụ AI cũng như bài toán tối ưu hóa. Hệ thống máy tính mới này ngày nào đó có thể giải quyết một số vấn đề nhanh hơn và với ít năng lượng hơn so với các máy tính kỹ thuật số hiện đại, các nhà khoa học đã viết trong nghiên cứu được công bố vào ngày 3 tháng 9 trên tạp chí Nature. Trong nghiên cứu mới này, các nhà nghiên cứu của Microsoft đã chế tạo một chiếc máy tính sử dụng các vi đèn LED (micro-LED) và các cảm biến camera để thực hiện các phép tính.
"Khía cạnh quan trọng nhất mà AOC mang lại là chúng tôi ước tính có một sự cải thiện khoảng một trăm lần về hiệu quả năng lượng," đồng tác giả nghiên cứu Jannes Gladrow, một nhà nghiên cứu AI tại Microsoft, cho biết trong một bài đăng trên blog của Microsoft. "Chỉ riêng điều đó đã là một điều chưa từng có trong lĩnh vực phần cứng."
Không giống như các máy tính kỹ thuật số thông thường, vốn lật hàng tỷ công tắc nhỏ để thực hiện các phép tính, hệ thống mới này sử dụng ánh sáng và điện áp với các cường độ khác nhau để cộng và nhân các con số trong một vòng lặp phản hồi. AOC tính toán một vấn đề nhiều lần, mỗi lần lại cải thiện so với lần trước, cho đến khi nó đạt đến một "trạng thái ổn định", hay giải pháp cuối cùng. Bởi vì AOC không chuyển đổi các tín hiệu tương tự sang tín hiệu kỹ thuật số trong quá trình tính toán, AOC tiết kiệm năng lượng và vượt qua một số hạn chế về tốc độ vốn có trong tính toán kỹ thuật số.
Phương pháp tính toán chuyên biệt này "biến nó thành một 'công cụ tìm trạng thái ổn định' có mục đích đặc biệt cho một số vấn đề AI và tối ưu hóa nhất định, chứ không phải là một máy tính đa năng," Aydogan Ozcan, một nhà nghiên cứu máy tính quang học tại UCLA, người không tham gia vào nghiên cứu, nói với Live Science. Nhưng đối với những mục đích cụ thể đó, AOC có thể mang lại những cải tiến đáng kể so với tính toán kỹ thuật số, các nhà nghiên cứu viết trong nghiên cứu.
Đội ngũ cũng đã lập trình một "bản sao kỹ thuật số" — một mô hình máy tính mô phỏng các phép tính của AOC vật lý. Bản sao kỹ thuật số này có thể được mở rộng để xử lý nhiều biến số hơn và các phép tính phức tạp hơn. Đội ngũ đầu tiên đã cho AOC chạy một số tác vụ học máy đơn giản, chẳng hạn như phân loại hình ảnh. AOC vật lý đã hoạt động tốt tương đương một máy tính kỹ thuật số. Sau đó, các nhà nghiên cứu đã sử dụng bản sao kỹ thuật số của AOC để tái tạo lại một hình ảnh quét não 320x320 pixel chỉ bằng 62.5% dữ liệu gốc. Bản sao kỹ thuật số đã tái tạo lại bản quét một cách chính xác — một thành tựu mà các nhà khoa học cho rằng có thể dẫn đến việc rút ngắn thời gian chụp MRI. Cuối cùng, đội ngũ đã sử dụng AOC để giải quyết một loạt các vấn đề tài chính liên quan đến việc tìm ra cách hiệu quả nhất để trao đổi tiền giữa nhiều nhóm trong khi giảm thiểu rủi ro — với tỷ lệ thành công cao hơn so với các máy tính lượng tử hiện có.
Hiện tại, AOC vẫn là một nguyên mẫu. Nhưng khi các mẫu máy trong tương lai được bổ sung thêm nhiều vi đèn LED, các cỗ máy này có thể trở nên mạnh mẽ hơn nhiều, tính toán với hàng triệu hoặc hàng tỷ biến số cùng một lúc. "Mục tiêu của chúng tôi, tầm nhìn dài hạn của chúng tôi là đây sẽ là một phần quan trọng trong tương lai của điện toán," Hitesh Ballani, một nhà nghiên cứu trong nhóm Tương lai Hệ thống Đám mây của Microsoft, cho biết.
Các nhà nghiên cứu của Microsoft đã phát triển một nguyên mẫu máy tính quang học tương tự (Analog Optical Computer - AOC) có thể thực hiện một số tác vụ AI cũng như bài toán tối ưu hóa. Hệ thống máy tính mới này ngày nào đó có thể giải quyết một số vấn đề nhanh hơn và với ít năng lượng hơn so với các máy tính kỹ thuật số hiện đại, các nhà khoa học đã viết trong nghiên cứu được công bố vào ngày 3 tháng 9 trên tạp chí Nature. Trong nghiên cứu mới này, các nhà nghiên cứu của Microsoft đã chế tạo một chiếc máy tính sử dụng các vi đèn LED (micro-LED) và các cảm biến camera để thực hiện các phép tính.
"Khía cạnh quan trọng nhất mà AOC mang lại là chúng tôi ước tính có một sự cải thiện khoảng một trăm lần về hiệu quả năng lượng," đồng tác giả nghiên cứu Jannes Gladrow, một nhà nghiên cứu AI tại Microsoft, cho biết trong một bài đăng trên blog của Microsoft. "Chỉ riêng điều đó đã là một điều chưa từng có trong lĩnh vực phần cứng."
Không giống như các máy tính kỹ thuật số thông thường, vốn lật hàng tỷ công tắc nhỏ để thực hiện các phép tính, hệ thống mới này sử dụng ánh sáng và điện áp với các cường độ khác nhau để cộng và nhân các con số trong một vòng lặp phản hồi. AOC tính toán một vấn đề nhiều lần, mỗi lần lại cải thiện so với lần trước, cho đến khi nó đạt đến một "trạng thái ổn định", hay giải pháp cuối cùng. Bởi vì AOC không chuyển đổi các tín hiệu tương tự sang tín hiệu kỹ thuật số trong quá trình tính toán, AOC tiết kiệm năng lượng và vượt qua một số hạn chế về tốc độ vốn có trong tính toán kỹ thuật số.
Phương pháp tính toán chuyên biệt này "biến nó thành một 'công cụ tìm trạng thái ổn định' có mục đích đặc biệt cho một số vấn đề AI và tối ưu hóa nhất định, chứ không phải là một máy tính đa năng," Aydogan Ozcan, một nhà nghiên cứu máy tính quang học tại UCLA, người không tham gia vào nghiên cứu, nói với Live Science. Nhưng đối với những mục đích cụ thể đó, AOC có thể mang lại những cải tiến đáng kể so với tính toán kỹ thuật số, các nhà nghiên cứu viết trong nghiên cứu.
Đội ngũ cũng đã lập trình một "bản sao kỹ thuật số" — một mô hình máy tính mô phỏng các phép tính của AOC vật lý. Bản sao kỹ thuật số này có thể được mở rộng để xử lý nhiều biến số hơn và các phép tính phức tạp hơn. Đội ngũ đầu tiên đã cho AOC chạy một số tác vụ học máy đơn giản, chẳng hạn như phân loại hình ảnh. AOC vật lý đã hoạt động tốt tương đương một máy tính kỹ thuật số. Sau đó, các nhà nghiên cứu đã sử dụng bản sao kỹ thuật số của AOC để tái tạo lại một hình ảnh quét não 320x320 pixel chỉ bằng 62.5% dữ liệu gốc. Bản sao kỹ thuật số đã tái tạo lại bản quét một cách chính xác — một thành tựu mà các nhà khoa học cho rằng có thể dẫn đến việc rút ngắn thời gian chụp MRI. Cuối cùng, đội ngũ đã sử dụng AOC để giải quyết một loạt các vấn đề tài chính liên quan đến việc tìm ra cách hiệu quả nhất để trao đổi tiền giữa nhiều nhóm trong khi giảm thiểu rủi ro — với tỷ lệ thành công cao hơn so với các máy tính lượng tử hiện có.
Hiện tại, AOC vẫn là một nguyên mẫu. Nhưng khi các mẫu máy trong tương lai được bổ sung thêm nhiều vi đèn LED, các cỗ máy này có thể trở nên mạnh mẽ hơn nhiều, tính toán với hàng triệu hoặc hàng tỷ biến số cùng một lúc. "Mục tiêu của chúng tôi, tầm nhìn dài hạn của chúng tôi là đây sẽ là một phần quan trọng trong tương lai của điện toán," Hitesh Ballani, một nhà nghiên cứu trong nhóm Tương lai Hệ thống Đám mây của Microsoft, cho biết.
