Hệ thống máy tính hiện nay có các thiết bị lưu trữ và xử lý dữ liệu tách biệt, khiến chúng không hiệu quả khi xử lý dữ liệu phức tạp như các tác vụ hay chức năng AI, vốn hoạt động bằng cách sử dụng mô hình máy chủ đám mây để tạo ra các kết quả từ các mô hình ngôn ngữ lớn. Nhóm nghiên cứu AI ở Viện Khoa học và Công nghệ Tiên tiến Hàn Quốc (KAIST) đã phát triển một hệ thống tích hợp dựa trên điện trở bộ nhớ (memristor) tương tự cách não của chúng ta xử lý thông tin. Hiện nay, hệ thống này đã sẵn sàng ứng dụng trên nhiều thiết bị khác nhau. Chẳng hạn, nó cho phép các camera an ninh thông minh lập tức nhận ra hành vi đáng ngờ mà không cần phụ thuộc vào các máy chủ đám mây từ xa, và cho phép các thiết bị y tế phân tích dữ liệu sức khỏe theo thời gian thực.
Nhóm nghiên cứu chung của Giáo sư Choi Shinhyun và Yoon Young-Gyu ở Khoa Kỹ thuật Điện thuộc KAIST đã phát triển một loại chip máy tính siêu nhỏ dựa trên chất bán dẫn mô phỏng não người (neuromorphic) thế hệ tiếp theo có thể tự học và sửa lỗi. Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature Electronics.
Với loại chip siêu nhỏ thế hệ mới này, các nhiệm vụ AI trên thiết bị cá nhân sẽ được xử lý cục bộ mà không phụ thuộc vào máy chủ đám mây từ xa. Ảnh minh họa: Shutter
Điểm đặc biệt ở loại chip máy tính này là nó có thể học và sửa lỗi phát sinh do những đặc điểm không lý tưởng mà các thiết bị mô phỏng não người hiện nay khó giải quyết. Ví dụ, khi xử lý luồng video, con chip sẽ học cách tự động tách vật thể chuyển động ra khỏi hậu cảnh, và qua thời gian, nó sẽ thực hiện nhiệm vụ này trơn tru hơn.
Khả năng tự học này đã được chứng minh khi chip đạt độ chính xác tương đương với các giả lập máy tính lý tưởng trong xử lý hình ảnh theo thời gian thực. Thành tựu chính của nhóm nghiên cứu là hoàn thành một hệ thống vừa đáng tin cậy vừa thiết thực, vượt xa việc phát triển các thành phần giống như não.
Trọng tâm của sự đổi mới này chính là điện trở bộ nhớ. Các đặc tính điện trở biến thiên của thiết bị bán dẫn tân tiến nhất này có thể thay thế vai trò của các khớp nối trong mạng nơ-ron. Và bằng cách sử dụng điện trở bộ nhớ, việc lưu trữ dữ liệu và tính toán có thể diễn ra đồng thời, giống như các tế bào não của chúng ta.
Công nghệ này sẽ cách mạng hóa cách trí tuệ nhân tạo được sử dụng trong các thiết bị hằng ngày, cho phép các tác vụ hay chức năng AI được xử lý cục bộ mà không phụ thuộc vào máy chủ đám mây từ xa, khiến chúng trở nên nhanh hơn, bảo vệ quyền riêng tư tốt hơn và tiết kiệm năng lượng hơn.
Nhóm nghiên cứu giải thích, hệ thống này giống như một không gian làm việc thông minh, nơi mọi thứ nằm trong tầm tay của người dùng, thay vì phải di chuyển qua lại giữa các bàn bàn làm việc và tủ hồ sơ. Điều này tương tự với cách bộ não của chúng ta xử lý thông tin hiệu quả cùng lúc tại một điểm.
Nguồn:
doi.org/10.1038/s41928-024-01318-6
Phương Anh