Chip AI của Trung Quốc vượt qua những rào cản tính toán truyền thống và sẽ được sử dụng trong màn hình cảm ứng, hệ thống bay và điều hướng máy bay.

中国的这款AI芯片突破了传统计算的诸多限制，将应用于触摸屏、飞行控制系统和飞机导航系统。

Interesting Engineering hôm 9/6 đưa tin Trung Quốc bắt đầu ứng dụng trên quy mô lớn chip AI phi nhị phân tích hợp công nghệ tính toán lai độc quyền vào các lĩnh vực quan trọng như hàng không và hệ thống công nghiệp. Phát triển bởi nhóm nghiên cứu đứng đầu là giáo sư Li Hongge tại Đại học Hàng không Bắc Kinh, đột phá này vượt qua nhiều rào cản cơ bản trong tính toán truyền thống bằng cách kết hợp logic nhị phân và ngẫu nhiên, đạt khả năng chịu lỗi và hiệu suất năng lượng chưa từng có trong ứng dụng điều khiển thông minh như màn hình cảm ứng và hệ thống bay.

据《有趣工程》6月9日报道，中国已开始大规模应用一款集成了专有混合计算技术的非二进制AI芯片，应用于航空和工业系统等关键领域。这项突破由北京航空航天大学李洪革教授领导的研究团队开发，它通过结合二进制逻辑和随机逻辑，克服了传统计算的诸多基本限制，在触摸屏和飞行系统等智能控制应用中实现了前所未有的容错能力和能效表现。

Công nghệ chip hiện nay đối mặt hai thách thức lớn là bức tường năng lượng và bức tường kiến trúc. Bức tường năng lượng xuất phát từ mâu thuẫn cơ bản, trong khi hệ thống nhị phân rất hiệu quả trong truyền tải thông tin, chúng tiêu thụ năng lượng lớn. Bức tường kiến trúc là do chip phi silicon mới không thể dễ dàng tương tác với hệ thống truyền thống dựa trên CMOS (bán dẫn oxit kim loại bổ sung).

当前的芯片技术面临两大挑战：能耗墙（Power Wall）和架构墙（Architecture Wall）。功耗墙源于一个根本矛盾：尽管二进制系统在信息传输方面非常高效，但它们消耗大量能量。架构墙则是因为新型非硅基芯片难以与基于CMOS（互补金属氧化物半导体）的传统系统轻松交互。

Nhóm của Li tìm kiếm các giải pháp thay thế từ năm 2022. Đột phá của họ đến từ đề xuất một hệ thống số mới mang tên Số ngẫu nhiên lai (HSN), kết hợp số nhị phân truyền thống với số dựa trên xác suất. Logic nhị phân, nền tảng của tính toán hiện nay, biểu thị các biến bằng ký tự 0 và 1, dựa vào phép toán số học chính xác. Tuy nhiên, tính toán nhị phân quy mô lớn đòi hỏi nhiều tài nguyên phần cứng.

李洪革团队自2022年起就在寻找替代方案。他们的突破来自提出了一种名为“混合随机数”（Hybrid Stochastic Number, HSN）的新型数制系统，该系统将传统二进制数与基于概率的数相结合。作为当今计算基础的二进制逻辑，用字符0和1表示变量，依赖于精确的算术运算。然而，大规模二进制计算需要大量硬件资源。

Ngược lại, tính toán xác suất tận dụng tần số của tín hiệu điện áp cấp cao trong khoảng thời gian cố định để biểu thị giá trị, giúp giảm đáng kể mức tiêu thụ phần cứng. Cách này đã được sử dụng trong nhiều lĩnh vực như xử lý hình ảnh, mạng nơron và học sâu. Nhưng tính toán xác suất cũng có độ chậm trễ lớn trong tính toán do cách biểu thị giá trị dựa trên tần số.

相比之下，概率计算利用固定时间间隔内高电平电压信号的频率来表示数值，从而显著降低硬件消耗。这种方法已在图像处理、神经网络和深度学习等多个领域得到应用。但由于其基于频率的数值表示方式，概率计算也存在较大的计算延迟问题。

Để giải quyết vấn đề trên, Li và cộng sự giới thiệu logic xác suất lai, kết hợp tốc độ của tính toán nhị phân với hiệu quả của logic ngẫu nhiên. Dựa trên khái niệm đó, nhóm thiết kế chip thông minh cho cảm ứng và hiển thị vào năm 2023, sử dụng công nghệ quy trình 110-nanometre của nhà sản xuất chip hàng đầu Trung Quốc là tập đoàn Quốc tế Sản xuất Bán dẫn. Họ tiếp tục phát triển một chip hiệu suất cao cho học máy.

为解决上述问题，李洪革及其同事引入了混合概率逻辑（Hybrid Stochastic Logic），将二进制计算的速度与随机逻辑的效率结合起来。基于这一概念，团队于2023年设计了一款用于触控和显示的智能芯片，采用了中国领先芯片制造商中芯国际（SMIC）的110纳米工艺技术。他们随后又开发了一款用于机器学习的高性能芯片。

Ngoài HSN, chip mới còn tích hợp thuật toán tính toán trong bộ nhớ, giúp giảm thiểu việc chuyển dữ liệu tiêu tốn nhiều năng lượng giữa bộ nhớ và bộ xử lý, qua đó cải thiện hiệu suất tổng thể. Nó cũng trang bị hệ thống trên chip (SoC), tích hợp các loại đơn vị tính toán khác nhau để xử lý nhiều tác vụ song song, tránh được hạn chế của cấu trúc truyền thống.

除了HSN系统，这款新型芯片还集成了存内计算（CIM）算法，最大限度地减少了在存储器和处理器之间进行高能耗的数据传输，从而提高了整体性能。它还配备了片上系统（SoC），集成了不同类型的计算单元以处理多个并行任务，避免了传统架构的局限。

Chip AI của nhóm Li đang được áp dụng trong các trường hợp điều khiển thông minh, bao gồm nhận diện cảm ứng, giúp lọc nhiễu để phát hiện tín hiệu yếu và tăng cường tương tác người dùng. Nó cũng được sử dụng trong màn hình thiết bị, cho phép xử lý dữ liệu chính xác, tiêu thụ ít năng lượng, cải thiện hiệu suất và độ tin cậy. Trong hệ thống điều khiển bay, nó cung cấp hỗ trợ tính toán mạnh mẽ để điều hướng máy bay chính xác và ổn định.

李洪革团队的AI芯片目前正应用于智能控制场景，包括触摸识别，有助于过滤噪声以检测微弱信号并增强用户交互体验。它也应用于设备显示屏，能够实现精确的数据处理，能耗低，同时提升性能和可靠性。在飞行控制系统中，它为精确稳定的飞机导航提供了强大的计算支持。

Li cho biết nhóm nghiên cứu đang làm việc để mở rộng khả năng của chip sang xử lý giọng nói và hình ảnh, tăng tốc mô hình AI lớn và nhiều nhiệm vụ tính toán phức tạp khác.

李洪革透露，研究团队正在努力将芯片的能力扩展到语音和图像处理领域，以加速大型AI模型和其他多种复杂计算任务。