Hình ảnh minh họa về chip mạng thần kinh quang
mới (Ảnh: Ella Maru Studio)Nền tảng của con chip mới là một mạng nơ-ron thần kinh, một
hệ thống được mô phỏng theo cách bộ não xử lý thông tin. Các mạng này được tạo thành
từ các nút kết nối với nhau giống như tế bào thần kinh và chúng thậm chí “tự học”
theo cách tương tự như bộ não sinh học bằng khi được huấn luyện bằng các tập hợp
dữ liệu, chẳng hạn như nhận dạng các đối tượng trong hình ảnh hoặc từ trong giọng
nói. Theo thời gian, chúng sẽ thực những nhiệm vụ này ngày một tốt hơn.
Nhưng thay vì xử lý các tín hiệu điện, chip mới xử lý thông
tin dưới dạng ánh sáng. Nó sử dụng sợi quang làm nơ-ron, xếp chồng lên nhau
thành nhiều lớp, mỗi lớp chuyên về một kiểu phân loại cụ thể.
Trong các thử nghiệm, nhóm nghiên cứu đã tạo ra một con
chip có kích thước 9,3 mm2 và cho nó thực công việc phân loại một loạt các ký tự
viết tay giống như các chữ cái. Sau khi được đào tạo về các bộ dữ liệu liên
quan, chip có thể phân loại hình ảnh với độ chính xác 93,8% đối với các tập hợp
chứa 2 loại ký tự và độ chính xác 89,8% cho tập hợp 4 loại ký tự.
Ấn tượng nhất, con chip này có thể phân loại từng ký tự
trong vòng 0,57 nano giây, cho phép nó xử lý 1,75 tỷ hình ảnh mỗi giây. Nhóm
nghiên cứu nói rằng tốc độ này đến từ khả năng xử lý thông tin dưới dạng ánh
sáng của chip, điều mang lại cho nó một số ưu thế so với chip máy tính hiện
nay.
“Con chip của chúng tôi xử lý thông tin thông qua cái mà
chúng tôi gọi là ‘tính toán bằng truyền dẫn’, nghĩa là không giống như các hệ
thống dựa trên đồng hồ, việc tính toán diễn ra khi ánh sáng truyền qua con
chip. Chúng tôi cũng đang bỏ qua bước chuyển đổi tín hiệu quang thành tín hiệu
điện vì chip của chúng tôi có thể đọc và xử lý tín hiệu quang trực tiếp và cả
hai thay đổi này đều khiến chip của chúng tôi trở thành một công nghệ nhanh hơn
đáng kể”, tác giả dẫn đầu nghiên cứu Firooz Aflatouni cho biết.
Một ưu điểm khác là thông tin đang được xử lý không cần phải
lưu trữ, do đó, nó cũng tiết kiệm thời gian do không phải chuyển dữ liệu vào bộ
nhớ và không cần một thành phần nào dành cho bộ nhớ. Nhóm nghiên cứu cũng cho
hay việc không lưu trữ dữ liệu cũng an toàn hơn vì nó ngăn chặn bất kỳ nguy cơ
rò rỉ dữ liệu nào có thể xảy ra.
Các bước tiếp theo của nhóm là tìm cách nâng quy mô chip và
điều chỉnh công nghệ để xử lý các loại dữ liệu khác.
“Điều thực sự thú vị về công nghệ này là nó có thể làm được
nhiều việc hơn là phân loại hình ảnh. Chúng ta đã biết cách chuyển đổi nhiều dạng
dữ liệu sang tín hiệu điện tử - hình ảnh, âm thanh, giọng nói và nhiều kiểu dữ
liệu khác. Giờ đây, chúng ta có thể chuyển đổi các dạng dữ liệu khác nhau sang
tín hiệu quang học và chúng được xử lý gần như ngay lập tức bằng công nghệ
này”, Aflatouni cho biết thêm.
LH (New Atlas)