Cơ hội nào cho chip AI mạnh nhất Trung Quốc sau lệnh cấm xuất khẩu của Mỹ?

Một nghiên cứu mới từ các nhà khoa học Trung Quốc đã chỉ ra điều này.

Các nhà nghiên cứu đã đánh giá hiệu suất chip Ascend trong các ứng dụng khác nhau để có được cái nhìn sâu sắc đầu tiên về năng lực của Trung Quốc cũng như điểm yếu trong công nghệ chip AI.

Dù không hoàn theo kịp các chip hàng đầu quốc tế về hiệu suất tổng thể, chip Ascend có thể được sử dụng trên hầu hết các ứng dụng hiện tại và trong một số trường hợp thậm chí còn vượt qua hiệu suất của các đối thủ toàn cầu, theo các nhà nghiên cứu.

Đánh giá được thực hiện bởi các nhà nghiên cứu tại Đại học Nhân dân Trung Quốc và Đại học Thanh Hoa, công bố trên Tạp chí Máy tính Trung Quốc được bình duyệt vào tháng 8, ngay trước khi Mỹ cấm bán các chip AI mạnh nhất cho Trung Quốc.

Các GPU (đơn vị xử lý đồ họa) ban đầu được phát triển để kết xuất hình ảnh trong game, nhưng trong thập kỷ qua, chúng ngày càng được các nhà khoa học và công ty internet triển khai trên các siêu máy tính lớn nhất. Các thuật toán AI dựa trên GPU cao cấp có thể được sử dụng trong lái xe tự động, sản xuất robot, dịch thời gian thực và phân tích hình ảnh y tế.

Các thuật toán AI đã đạt được những tiến bộ ấn tượng, nhưng các ứng dụng của chúng bị hạn chế bởi hiệu suất phần cứng. Để mở rộng hiệu suất của các thuật toán, các công ty ở Thung lũng Silicon (Mỹ), như Nvidia, đã bắt đầu phát triển các chip tăng tốc như V100 thay thế GPU.

Các chip tăng tốc triển khai một kiến ​​trúc đặc biệt để tập trung sức mạnh tính toán của chúng vào các phép tính AI. Một vài năm trước, Huawei cũng phát triển chip tăng tốc Ascend 910 và Ascend 310 cùng nền tảng tính toán Ascend.

Chip Ascend 910 được sản xuất theo quy trình 7 nanomet của TSMC (nhà sản xuất chip theo hợp đồng lớn nhất thế giới đặt trụ sở ở Đài Loan), có thể đạt được 640 tera hoạt động mỗi giây (TOPS) với độ chính xác INT8, một kiểu dữ liệu cơ bản. Được coi là chip AI mạnh nhất ở Trung Quốc, Ascend 910 có khả năng tự quản lý lịch trình tác vụ.

Ascend 310 là chip AI tiết kiệm năng lượng, linh hoạt, được sản xuất theo quy trình 12 nanomet FinFET Compact (FFC) của TSMC.

Không giống các chip mạnh mẽ tạo ra các mô hình AI tương tự như “đóng một con tàu”, Ascend 310 chỉ “lái một con tàu”. Ascend 310 thực hiện các phép tính nhanh chóng, độ chính xác thấp hơn chỉ sử dụng 8 watt điện và có thể được triển khai trên các dịch vụ thông minh như máy ảnh, đồng hồ thông minh.

Giáo sư Du Xiaoyong cùng nhóm nghiên cứu tại Đại học Nhân dân Trung Quốc đã sử dụng các thuật toán phổ biến và bộ dữ liệu công khai làm điểm chuẩn để đánh giá cả hai chip. Kết quả cho thấy chip Ascend phù hợp hơn với khối lượng công việc thuật toán dày đặc, một phương pháp tính toán truyền thống. Hơn nữa, các chip này sử dụng ít năng lượng hơn GPU trong khi hiệu suất của chúng vượt qua chip V100 hàng đầu của Nvidia khi chạy các mô hình cụ thể.

Các chip Ascend cũng có nhược điểm. Theo bài viết nghiên cứu, các chip này không phù hợp với khối lượng công việc thưa thớt do kiến ​​trúc của chúng. Do đó, tính hữu dụng của chúng sẽ bị hạn chế trong các ứng dụng thực tế như lái xe tự hành vì nhiều thuật toán gần đây trong ngành công nghiệp ô tô sử dụng tính toán thưa thớt để giảm bớt sự căng thẳng cho tài nguyên máy tính.

Du Xiaoyong và các đồng nghiệp đã phát triển các chiến lược tối ưu hóa để sử dụng chip Ascend. Ví dụ, người dùng nên biên dịch mô hình máy tính trước để các toán tử được sử dụng đầy đủ.

Với các mô hình tập huấn, các nhà nghiên cứu khuyến nghị người dùng nên áp dụng cấu hình độ chính xác hỗn hợp hoặc chuyển đổi thuật toán của họ thành độ chính xác 16 bit.

Đây là phân tích toàn diện đầu tiên về chip Ascend của một bên thứ ba trong cộng đồng nghiên cứu máy tính, theo các nhà nghiên cứu. Họ cho biết trong bài viết: “Những chiến lược tối ưu hóa này sẽ hữu ích cho Huawei trong việc điều chỉnh chúng theo cách có mục tiêu”.

Dựa trên chip Ascend, Viện Tự động hóa thuộc Viện Khoa học Trung Quốc đã phát triển mô hình AI lớn đầu tiên trên thế giới có thể học hỏi từ một loạt hình ảnh, văn bản và giọng nói. Mô hình này đã giành được Giải thưởng Nhà lãnh đạo AI ưu việt tại Hội nghị Trí tuệ Nhân tạo Thế giới được tổ chức tại thành phố Thượng Hải (Trung Quốc) vào ngày 1.9.

Mô hình có thể đại diện cho hình ảnh, văn bản và giọng nói với một tập hợp các thông số. Ví dụ, robot có thể tự động giải thích một trận đấu Cúp châu Âu được phát sóng theo hành động của các cầu thủ hoặc có thể tự động tạo ra hình ảnh và cảnh cho các đạo diễn phim sau khi đọc kịch bản.

Tại hội nghị, Huawei đã trình bày chi tiết kế hoạch xây dựng một siêu mạng điện toán ở Trung Quốc dựa trên hệ thống AI Ascend. Đến nay, mạng lưới này kết nối hơn 20 trung tâm tính toán AI, trung tâm siêu máy tính và trung tâm dữ liệu lớn.

“Chúng tôi muốn cho phép người dùng tiếp cận các dịch vụ điện toán như điện. Hơn 900.000 nhà phát triển đã đưa ra hơn 1.100 giải pháp AI dựa trên Ascend, được sử dụng rộng rãi trong chính phủ, viễn thông, tài chính, điện, internet và các lĩnh vực khác”, Hu Houkun, Chủ tịch luân phiên của Huawei, nói trong hội nghị.

Theo một số nhà khoa học máy tính ở Trung Quốc, vì tất cả chip Ascend đều do TSMC sản xuất tại Đài Loan, các hạn chế xuất khẩu từ Mỹ với quyền truy cập vào chip tiên tiến của Huawei có thể đe dọa nguồn cung cấp cho Trung Quốc.

Thế nhưng, lệnh cấm cũng có thể tạo cơ hội cho Trung Quốc xây dựng chuỗi công nghiệp của riêng mình, khi nhu cầu thị trường nội địa từ nhiều khách hàng khác nhau tăng lên.