Các kỹ sư MIT vừa phát
triển một con chip dạng mô-đun mới sử dụng ánh sáng để giao tiếp giữa các thành
phần (Ảnh: MIT)
Thị trường điện
tử đã đến thời điểm mà nhiều người tiêu dùng mỗi năm sẽ đổi một chiếc smartphone
mới hơn, bóng sáng hơn và tốt hơn một chút. Nâng cấp các bộ phận riêng lẻ thực
sự không phải là một tùy chọn đối với nhiều thiết bị mà đòi hỏi phải thay thế
toàn bộ. Đó không phải là các xử lý có trách nhiệm với môi trường nhất đối với các
thiết bị điện tử.
Kiểu mô-đun
có thể đi được một chặng đường dài, cho phép người dùng hoán đổi các chức năng
mới hoặc cải tiến, chẳng hạn như pin lớn hơn hoặc máy ảnh xịn hơn. Vì vậy, đối
với nghiên cứu mới, nhóm MIT đã tìm cách chứng minh phương pháp này trên một
con chip máy tính đơn.
Con chip dạng
mô-đun của nhóm được tạo thành từ các thành phần phân lớp như trí tuệ nhân tạo,
bộ xử lý và cảm biến có thể xếp chồng lên nhau hoặc hoán đổi vị trí để xây dựng
một con chip thực hiện các chức năng cụ thể khi cần hoặc nâng cấp chip khi có
công nghệ mới.
“Bạn có thể
thêm nhiều lớp điện toán và cảm biến tùy thích, chẳng hạn như ánh sáng, áp suất
và thậm chí cả mùi. Chúng tôi gọi đây là chip AI có thể cấu hình lại giống LEGO
vì nó có khả năng mở rộng không giới hạn tùy thuộc vào sự kết hợp của các lớp”,
đồng tác giả của nghiên cứu Jihoon Kan cho biết.
Nhưng có lẽ
điều ấn tượng nhất là cách các lớp của con chip này tương tác với nhau. Thiết bị
điện tử mô-đun gặp rắc rối trong việc làm cho các thành phần mới và cũ giao tiếp
với nhau một cách nhanh chóng và đơn giản. Tuy nhiên, chip MIT sử dụng các tia
sáng để truyền tải thông tin giữa mỗi lớp.
Nhóm nghiên cứu
đã trang bị cho mỗi thành phần phân lớp của chip với đèn LED và bộ tách sóng
quang phù hợp với các thành phần kế tiếp. Khi một bộ phận cần giao tiếp với bộ
phận khác, nó sẽ nhấp nháy các pixel LED của nó theo một hình mẫu nhất định mã
hóa dữ liệu mà các bộ tách sóng quang của lớp nhận có thể diễn dịch được.
Để demo thiết
kế này, nhóm đã tạo ra một con chip có kích thước 4 mm2, được tạo thành từ 3 lớp
điện toán. Mỗi lớp chứa một cảm biến hình ảnh, một hệ thống tách sóng quang và
một mảng khớp thần kinh nhân tạo được thiết kế để nhận dạng một chữ cái cụ thể là
M, I hoặc T.
Để kiểm tra,
các nhà nghiên cứu đã cho chip tiếp xúc với hình ảnh pixel của các chữ cái ngẫu
nhiên, sau đó đo cường độ dòng điện mà mỗi mảng tạo ra khi phản ứng. Dòng điện
càng mạnh thì mảng nhận dạng chữ cái càng tốt.
Sử dụng quy
trình này, nhóm nghiên cứu nhận thấy rằng con chip có thể phân loại hình ảnh của
các chữ cái mà nó được huấn luyện rất tốt nếu hình ảnh rõ nhưng kém hơn khi hình
ảnh bị mờ. Để chứng minh tính mô-đun của chip, các kỹ sư sau đó đã chèn vào một
bộ xử lý "khử nhiễu" có thể xử lý hình ảnh mờ tốt hơn và như dự đoán,
khả năng nhận dạng chữ cái của chip đã được cải thiện.
Min-Kyu Song,
một đồng tác giả khác của nghiên cứu cho biết: “Chúng tôi đã cho thấy khả năng
xếp chồng, khả năng thay thế và khả năng chèn một chức năng mới vào chip.
Nhóm dự định sẽ
áp dụng kỹ thuật này cho “thiết bị điện toán biên”, là những cảm biến nhỏ
chuyên dùng cho internet của đồ vật (IoT) .
LH (New Atlas)