Trí tuệ nhân tạo (AI) đang ngày càng trở nên phổ biến, len lỏi vào mọi ngóc ngách của cuộc sống, thậm chí cả với những người không quan tâm hoặc không muốn sự hiện diện của nó trên thiết bị của mình. Dù có quan điểm thế nào về công nghệ này, hai điều không thể phủ nhận là: AI đã gây ra tình trạng thiếu chip, đẩy giá công nghệ lên cao, và nó cực kỳ có hại cho môi trường.
Nguyên nhân chính của tác động tiêu cực đến môi trường là do yêu cầu về sức mạnh xử lý khổng lồ của AI. Các trung tâm dữ liệu AI tiêu thụ một lượng điện và nước khổng lồ. Đơn cử, việc tương tác lịch sự với chatbot đã tiêu tốn của ChatGPT hàng chục triệu đô la Mỹ.
Tuy nhiên, một bước đột phá mới mang tên chip quang tử đang mở ra tiềm năng cải thiện đáng kể hiệu quả năng lượng của AI. Khác với các chip hiện tại sử dụng electron để hoạt động, chip quang tử sử dụng photon (các hạt ánh sáng) để thực hiện các phép tính.
Điều này có nghĩa là chúng thực hiện các phép tính AI bằng ánh sáng thay vì điện, từ đó tiêu thụ ít tài nguyên thiên nhiên hơn.
Cơ chế hoạt động của chip quang học
Không chỉ thân thiện hơn với môi trường, chip quang tử còn mạnh mẽ hơn, hoạt động nhanh hơn cả các GPU hiện có. Trong bối cảnh cuộc sống ngày càng phụ thuộc vào internet và AI khiến các trung tâm dữ liệu tiêu thụ nhiều năng lượng hơn, chip quang học có thể giảm thiểu tác động tiêu cực của công nghệ này đến môi trường, đồng thời mang lại sự cải thiện tổng thể về hiệu suất.
Để hiểu rõ hơn về lợi ích môi trường của chip quang học, cần xem xét cách hoạt động của chip silicon truyền thống. Một vi mạch nhỏ chứa hàng tỷ bóng bán dẫn, có chức năng bật hoặc tắt dòng điện, về cơ bản là đẩy các electron qua mạch. Quá trình này tạo ra ma sát, sinh nhiệt và đòi hỏi các trung tâm dữ liệu phải có hệ thống làm mát phức tạp, tiêu thụ rất nhiều nước.
Chip quang học thay thế các bóng bán dẫn này bằng các nơron quang học dẫn ánh sáng qua chip để tạo ra năng lượng. Mặc dù không hoàn toàn không cần điện (vì chúng hoạt động trong các thiết bị điện tử), chức năng chính của chúng là chuyển đổi tín hiệu điện thành ánh sáng, thực hiện các phép tính cần thiết, sau đó chuyển đổi trở lại thành hệ thống điện trả về máy tính.
Ngoài ra, một đường dẫn ánh sáng có thể chứa nhiều kênh (điều mà dòng điện không thể làm được), cho phép các chip này xử lý đồng thời nhiều giá trị, từ đó sử dụng ít năng lượng hơn so với việc xử lý riêng lẻ. Hơn nữa, ánh sáng không gặp phải điện trở như điện, giúp chip quang học thực hiện các tác vụ tương tự mà không tạo ra nhiều nhiệt, từ đó sử dụng ít nước hơn.
Tốc độ và hiệu quả vượt trội
Bên cạnh khả năng tiết kiệm năng lượng, chip quang học còn mạnh mẽ hơn đáng kể so với các chip hiện hành. Các nhà khoa học Trung Quốc đứng sau dự án LightGen đã công bố trên tạp chí Khoa học rằng nguyên mẫu của họ "vượt trội hơn hai bậc so với các chip điện tử tiên tiến nhất" về tốc độ tính toán và hiệu quả năng lượng.
Tương tự, công ty Q.ANT của Đức tuyên bố NPU Gen 2 của họ tiết kiệm năng lượng hơn tới 30 lần và nhanh hơn 50 lần so với công nghệ hiện đang được sử dụng trong các trung tâm dữ liệu.
Những con số ấn tượng này không gây ngạc nhiên, bởi ma sát điện từ lâu đã là rào cản đối với sự tiến bộ trong công nghệ chip. Khả năng một đường dẫn ánh sáng chứa nhiều kênh cho phép xử lý đồng thời nhiều giá trị, giúp tiết kiệm năng lượng hơn so với xử lý riêng lẻ.
Thậm chí, chúng còn rất chính xác, với nguyên mẫu của Đại học Sydney nhận diện hình ảnh chính xác từ 90-99% thời gian.
Dù muốn hay không, trí tuệ nhân tạo sẽ không biến mất trong thời gian ngắn. Những tiến bộ trong công nghệ chip như xử lý proton là dấu hiệu đáng khích lệ cho thấy chúng ta có thể làm cho công nghệ AI và việc sử dụng dữ liệu khác ít gây hại cho môi trường hơn.
Việc đạt được điều này đồng thời với việc nâng cao hiệu quả hoạt động là một điểm cộng rất lớn.
