Mới đây, tạp chí khoa học danh tiếng Science đã công bố nghiên cứu về LightGen, mẫu chip điện toán hiệu năng cao hoàn toàn bằng quang học do Trung Quốc phát triển. Đây được xem là một bước đột phá quan trọng, giải quyết các thách thức về nhu cầu tính toán và tiêu thụ năng lượng khổng lồ của các mô hình AI tạo sinh hiện nay.
LightGen là thành quả nghiên cứu chung của Đại học Giao thông Thượng Hải và Đại học Thanh Hoa. Theo PGS Chen Yitong, đại diện nhóm nghiên cứu, đây là lần đầu tiên một chip điện toán hoàn toàn quang học được thiết kế để hỗ trợ các mô hình AI tạo sinh ngữ nghĩa và hình ảnh quy mô lớn từ đầu đến cuối.
Khác với các chip truyền thống dựa trên bóng bán dẫn electron, LightGen xử lý thông tin bằng ánh sáng, tận dụng tốc độ cao và khả năng xử lý song song vượt trội. PGS Yitong cho biết chip đã đạt được "bước nhảy vọt" nhờ vượt qua ba nút thắt kỹ thuật: tích hợp thành công hơn hai triệu nơ-ron quang tử trên một chip đơn lẻ; thực hiện chuyển đổi các chiều hoàn toàn bằng quang học; và phát triển thuật toán huấn luyện mới cho các mô hình tạo sinh mà không phụ thuộc vào dữ liệu thực tế.
Về mặt hiệu năng, LightGen ghi nhận tốc độ tính toán ấn tượng đạt 3,57x10^4 TOPS (nghìn tỷ phép tính mỗi giây) và hiệu suất năng lượng đạt 6,64x10^2 TOPS trên mỗi watt. Những con số này vượt xa chip điện tử hàng đầu hiện nay là Nvidia A100. Các thử nghiệm thực tế cho thấy LightGen có khả năng tạo hình ảnh độ phân giải cao, tạo nội dung 3D và video chất lượng cao với chất lượng tương đương các mạng nơ-ron nổi tiếng như Stable Diffusion hay NeRF, nhưng với mức tiêu thụ năng lượng thấp hơn đáng kể.
Điểm đặc biệt của LightGen là khả năng tạo thành một vòng lặp hoàn chỉnh từ đầu vào, hiểu ngữ nghĩa đến thao tác và tạo ra dữ liệu đa phương tiện mới ngay trên chip. Hệ thống có thể trích xuất và biểu diễn thông tin ngữ nghĩa một cách hiệu quả, giúp ánh sáng có khả năng "hiểu" và "nhận thức" để xử lý các tác vụ phức tạp trong tích tắc.
Sự xuất hiện của LightGen không chỉ khẳng định vị thế của Trung Quốc trong lĩnh vực chip quang học mà còn mở ra con đường mới cho nghiên cứu điện toán thông minh, thúc đẩy AI tạo sinh phát triển với tốc độ và hiệu quả vượt trội trong tương lai.