Siêu máy điện toán ‘đầu tiên trên thế giới’ mô phỏng não người đang được chế tạo ở Sydney

Monica O’Shea

Các nhà nghiên cứu dự định đưa chiếc siêu máy điện toán này vào hoạt động vào tháng 04/2024.

Một siêu máy điện toán “đầu tiên trên thế giới” mô phỏng não người đang được các nhà nghiên cứu tại Đại học Western Sydney chế tạo.

Theo các nhà nghiên cứu, cỗ máy có sức mạnh để “mô phỏng các mạng lưới ở quy mô não người.”

Được biết đến với cái tên DeepSouth, cỗ máy sử dụng hệ thống mô phỏng thần kinh ở mức bắt chước được các diễn tiến sinh học.

Cương liệu trong siêu máy điện toán này mô phỏng các mạng lưới neuron thần kinh lớn ở tốc độ 228 ngàn tỷ khớp thần kinh mỗi giây, tương đương với tốc độ của não người.

Các nhà nghiên cứu giải thích rằng thông qua việc mô phỏng bộ não, họ có thể cải thiện các quy trình trí tuệ nhân tạo so với các mô hình hiện tại.

Các nhà nghiên cứu Úc tại Trung tâm Quốc tế về Hệ thống Thần kinh (International Centre for Neuromorphic Systems – ICNS) đã công bố sáng kiến này hôm 13/12/2023.

Nhóm nghiên cứu tại Đại học Western Sydney đang hợp tác với các đối tác tại Đại học Sydney, Đại học Melbourne, và Đại học Aachen của Đức.

Siêu máy điện toán khác biệt

Ông André van Schaik, Giám đốc ICNS, giải thích DeepSouth là siêu máy điện toán khác biệt với các siêu máy điện toán còn lại vì cỗ máy này đòi hỏi tương đối ít năng lượng.

Ông chia sẻ: “Bước tiến trong việc hiểu cách bộ não tính toán qua cách sử dụng neuron bị cản trở do chúng ta không thể mô phỏng các mạng lưới giống bộ não ở quy mô lớn.”

“Việc mô phỏng mạng lưới neuron dạng xung trên máy điện toán tiêu chuẩn – sử dụng bộ xử lý đồ họa (GPU) và bộ xử lý trung tâm đa nhân – thì quá chậm và tốn nhiều điện năng. Hệ thống này của chúng tôi sẽ thay đổi hạn chế đó. Nền tảng này sẽ nâng cao hiểu biết của chúng ta về bộ não và phát triển các ứng dụng tính toán ở quy mô não bộ trong nhiều lĩnh vực khác nhau bao gồm cảm biến, y sinh, robot, không gian, và các ứng dụng trí tuệ nhân tạo ở quy mô lớn.”

Các nhà nghiên cứu cho biết DeepSouth sẽ nhỏ gọn hơn các siêu máy điện toán khác và có thể xử lý lượng lớn dữ liệu một cách nhanh chóng với ít năng lượng hơn nhiều.

Theo một thông cáo báo chí: “Xử lý song song với quy mô lớn, thần tốc, và sử dụng ít năng lượng hơn nhiều: Bộ não của chúng ta có thể xử lý tương đương với một exaflop – một tỉ tỉ (một số 1 và mười tám số 0) phép toán mỗi giây – chỉ với 20 watt điện năng.” 

“Hệ thống này cũng có khả năng mở rộng, cho phép bổ sung thêm cương liệu để tạo ra một hệ thống lớn hơn hoặc thu nhỏ quy mô cho các ứng dụng nhỏ hơn có thể vận chuyển được hoặc tiết kiệm chi phí hơn.”

Các nhà nghiên cứu đang đặt mục tiêu đưa siêu máy điện toán này vào hoạt động vào tháng Tư năm 2024.

Trung tâm Quốc tế về Hệ thống Thần kinh đã đăng trên trương mục Twitter (nay gọi là X) của mình như sau: “Chúng tôi đang xây dựng siêu máy điện toán neuron đầu tiên trên thế giới có khả năng mô phỏng các mạng lưới ở quy mô não người!”

Bộ não con người có thể hoạt động giống như siêu máy điện toán

Trong khi đó, các nhà nghiên cứu tại Đại học Sydney gần đây đã công bố một nghiên cứu xác nhận rằng bộ não con người có thể thực hiện các phép tính nâng cao một cách tự nhiên như một máy điện toán công suất cao, đồng thời nhận biết thế giới thông qua một phương pháp được gọi là suy luận Bayes.

Các nhà khoa học đã phát triển một mô hình toán học phù hợp với cách não hoạt động khi đọc hình ảnh và có chứa tất cả các cơ chế cần thiết để thực hiện suy luận Bayes.

Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature Communications là kết quả của sự hợp tác giữa các nhà nghiên cứu từ Đại học Queensland và Đại học Cambridge.

Điều tra viên cao cấp Reuben Riddeaux cho biết mặc dù có sự thuyết phục về mặt khái niệm và khả năng giải thích của phương pháp tiếp cận Bayes, cách bộ não tính toán xác suất như thế nào vẫn còn là bí ẩn lớn.

Ông chia sẻ hồi tháng Chín rằng: “Nghiên cứu mới của chúng tôi làm sáng tỏ bí ẩn này. Chúng tôi phát hiện ra rằng cấu trúc cơ bản và các kết nối trong hệ thống thị giác của não bộ chúng ta được thiết lập theo cách cho phép nó thực hiện suy luận Bayes về dữ liệu cảm quan mà nó nhận được.”

“Phát hiện này trở nên quan trọng vì đây là sự xác nhận rằng thiết kế vốn có của bộ não chúng ta cho phép cách thức xử lý tân tiến này, khiến chúng ta có thể giải thích môi trường xung quanh một cách hiệu quả hơn.”

Nhu cầu về các siêu máy điện toán phục vụ cho trí tuệ nhân tạo

Nhu cầu về siêu máy điện toán đang gia tăng trong bối cảnh bùng nổ về trí tuệ nhân tạo (AI) trên toàn cầu.

Đại tập đoàn AI toàn cầu NVIDIA và Amazon Web Service (AWS) gần đây đã công bố sự hợp tác về cơ sở hạ tầng siêu máy điện toán mới cho AI tạo sinh (generative AI).

AWS sẽ cung cấp siêu máy điện toán AI trên nền tảng đám mây đầu tiên với siêu vi mạch bán dẫn NVIDIA Grace Hopper và khả năng mở rộng siêu cụm AWS.

Hai công ty đang xây dựng mối quan hệ đối tác lâu dài nhằm thúc đẩy kỷ nguyên AI tạo sinh bằng cách cung cấp hiệu suất máy điện toán cần thiết để cải tiến công nghệ.

Tổng Giám đốc (CEO) Hoàng Nhân Huân (Jensen Huang) của NVIDIA cho biết AI tạo sinh đang “chuyển đổi tải lượng trên đám mây” và lấy năng lực tính toán được tăng tốc làm nền tảng cho việc tạo nội dung một cách “đa dạng”.

Ông Hoàng chia sẻ: “Được thôi thúc bằng sứ mệnh chung là cung cấp AI tạo sinh hiện đại và tiết kiệm chi phí cho mọi khách hàng, NVIDIA và AWS đang cộng tác trên toàn bộ hệ thống điện toán, mở rộng cơ sở hạ tầng AI, thư viện tăng tốc, mô hình nền tảng cho các dịch vụ AI tạo sinh.”

Siêu máy điện toán có tên là Project Ceiba này sẽ được tích hợp vào các dịch vụ của AWS – bao gồm Amazon Virtual Private Cloud và bộ lưu trữ theo khối hiệu năng cao Amazon Elastic Block Store.

Trong khi đó, CEO AWS Adam Selipsky lưu ý rằng hai công ty đã hợp tác cùng nhau 13 năm, bắt đầu từ đám mây GPU đầu tiên trên thế giới.

Ông Selipsky cho biết: “Hiện tại, chúng tôi cung cấp các giải pháp tải lượng GPU NVIDIA đa dạng nhất bao gồm đồ họa, chơi game, tính toán hiệu năng cao, máy học (machine learning), và giờ là AI tạo sinh.”