Trong bối cảnh công nghệ hiện tại, thuật ngữ quang học không còn chỉ đại diện cho nhận thức của công chúng về một sự kiện hay một công ty. Ngày nay, quang học đồng nghĩa với đổi mới kỹ thuật, tốc độ và hiệu suất, đặc biệt trong lĩnh vực trí tuệ nhân tạo.
Trong số các nhân vật chính của cuộc cách mạng này, nổi bật lên là Nvidia, công ty công nghệ lớn nhất của Mỹ theo vốn hóa thị trường, đang tập trung quyết liệt vào các giải pháp quang học mới cho việc truyền dữ liệu.
Quantum-X và Spectrum-X: Đặt cược của Nvidia
Theo các báo cáo gần đây, Nvidia đang chuẩn bị ra mắt hai hệ thống chuyển mạch mạng quang mới vào năm tới: Quantum-X (InfiniBand) và Spectrum-X.
Các thiết bị này hứa hẹn đạt tốc độ lên tới 1,6 Tb/s mỗi cổng, tiêu tốn ít năng lượng hơn nhiều so với các giải pháp hiện tại. Kết quả? Giảm độ trễ một cách đáng kể, khả năng phục hồi tốt hơn và tốc độ triển khai chưa từng có cho các hệ thống máy tính lớn.
Sự chuyển giao này đánh dấu một khoảnh khắc lịch sử trong đó các kỹ sư lựa chọn truyền tín hiệu qua ánh sáng thay vì xung điện.
Một sự thay đổi mô hình đi kèm với sự xuất hiện của các mô hình ngôn ngữ lớn ngày càng mạnh mẽ (LLM), sự giảm chi phí tính toán, và sự phức tạp ngày càng tăng của các hệ thống. Câu hỏi mà nhiều người đang đặt ra là: liệu ánh sáng có phải là chìa khóa để đảm bảo hoạt động theo thời gian thực của các hệ thống phức tạp?
Mô hình TSMC: Lộ trình quang học
Một số báo cáo ngành cho thấy Nvidia đang theo một chiến lược đã được TSMC, gã khổng lồ Đài Loan trong ngành sản xuất bán dẫn, phác thảo. Kế hoạch của TSMC, được gọi là COUPE, được chia thành ba giai đoạn:
Giai đoạn 1: Một động cơ quang học có khả năng cung cấp băng thông tối đa 1.6 Tbps.
Giai đoạn 2: Tích hợp quang học đồng gói trong bao bì CoWoS ( với một công tắc ), để đạt được tốc độ lên đến 6.4 Tbps.
Giai đoạn 3: Triển khai một interposer COUPE-on-CoWoS, với hiệu suất dự kiến đạt gần 12.8 Tbps.
Nhưng quang tử đồng gói có nghĩa là gì? Đó là sự tích hợp trực tiếp của các bộ thu phát quang trên chip, loại bỏ nhu cầu về các thành phần trung gian giữa các cấu trúc chip khác nhau. Đây là một bước tiến cơ bản để giảm độ trễ và tăng hiệu quả năng lượng.
Cuộc đua đến Opics: Không chỉ Nvidia
Cuộc cách mạng quang học không chỉ liên quan đến Nvidia. Các ông lớn phần cứng khác cũng đang đầu tư mạnh mẽ theo hướng này.
Ví dụ, Broadcom đang phát triển Bailly, một công tắc Ethernet dựa trên CPO (Co-Packaged Optics) hứa hẹn tốc độ 51,2 Tbps với mức tiêu thụ năng lượng giảm. Mục tiêu là tích hợp công nghệ này vào ASIC StrataXGS Tomahawk 5 của chính nó.
IBM đang làm việc để đưa mạch quang vào các trung tâm dữ liệu, trong khi AMD gần đây đã mua lại một công ty chuyên về quang học silicon.
Brian Amick, Phó Chủ tịch cấp cao công nghệ và kỹ thuật tại AMD, nhấn mạnh cách mà việc mua lại này sẽ cho phép mở rộng nhanh chóng khả năng hỗ trợ và phát triển các giải pháp quang học và quang học đóng gói đồng thời cho các hệ thống trí tuệ nhân tạo thế hệ tiếp theo.
Tương lai của quang học trong trí tuệ nhân tạo
Quỹ đạo và Tác động Biến đổi
Công nghệ quang học sẽ trở thành xu hướng chính với sự lan rộng của trí tuệ nhân tạo.
Theo một tài liệu trong ngành, những tiến bộ trong lĩnh vực quang học đang thúc đẩy sự quan tâm đến tính toán quang học như một phương thức hứa hẹn cho việc xử lý trí tuệ nhân tạo. Học sâu, đặc biệt, cung cấp những con đường mới để tối ưu hóa thiết kế quang học, phát triển hệ thống quang học thông minh và quản lý phân tích dữ liệu quang học.
Việc áp dụng công nghệ quang học trong tính toán trí tuệ nhân tạo sẽ có tác động biến đổi đến nhiều lĩnh vực, bao gồm truyền thông quang học, lái xe tự động và quan sát thiên văn.
Tầm nhìn của các nhà nghiên cứu
Một bài viết từ Đại học Pennsylvania nêu bật công việc của các nhà nghiên cứu như Deep Jariwala, tham gia vào việc phát triển các công nghệ này trên quy mô nano.
Jariwala mô tả giấc mơ của nhiều người trong lĩnh vực của anh: một tương lai nơi thành phần điện tử duy nhất là một tia laser mạnh mẽ bên cạnh một máy tính. Thay vì kết nối máy tính với ổ điện, một cáp quang kết nối với tia laser sẽ được sử dụng. Một giao diện hoàn toàn mới, có thể cách mạng hóa cách chúng ta tưởng tượng về các mạng phân phối.
Hướng tới một kỷ nguyên mới của các mạng phân tán
Cuộc đua về quang học đại diện cho một trong những thách thức hấp dẫn và chiến lược nhất cho tương lai của trí tuệ nhân tạo và phần cứng.
Sự tích hợp của các giải pháp quang học và photon hứa hẹn sẽ vượt qua những giới hạn hiện tại về tốc độ, hiệu quả năng lượng và khả năng mở rộng. Nvidia, cùng với các nhân tố chính trong ngành, đang mở đường cho một kỷ nguyên mới trong đó ánh sáng sẽ là vectơ chính của sự đổi mới công nghệ.
Khi những công nghệ này trở thành một phần không thể thiếu trong hạ tầng CNTT, chúng ta sẽ chứng kiến sự biến đổi sâu sắc của các mạng phân tán, với những tác động sâu rộng đến tất cả các lĩnh vực phụ thuộc vào trí tuệ nhân tạo và xử lý dữ liệu hiệu suất cao.
Trang này có thể chứa nội dung của bên thứ ba, được cung cấp chỉ nhằm mục đích thông tin (không phải là tuyên bố/bảo đảm) và không được coi là sự chứng thực cho quan điểm của Gate hoặc là lời khuyên về tài chính hoặc chuyên môn. Xem Tuyên bố từ chối trách nhiệm để biết chi tiết.
Nvidia và Biên Giới Mới của Quang Học: Cách Mạng trong Trí Tuệ Nhân Tạo
Trong bối cảnh công nghệ hiện tại, thuật ngữ quang học không còn chỉ đại diện cho nhận thức của công chúng về một sự kiện hay một công ty. Ngày nay, quang học đồng nghĩa với đổi mới kỹ thuật, tốc độ và hiệu suất, đặc biệt trong lĩnh vực trí tuệ nhân tạo.
Trong số các nhân vật chính của cuộc cách mạng này, nổi bật lên là Nvidia, công ty công nghệ lớn nhất của Mỹ theo vốn hóa thị trường, đang tập trung quyết liệt vào các giải pháp quang học mới cho việc truyền dữ liệu.
Quantum-X và Spectrum-X: Đặt cược của Nvidia
Theo các báo cáo gần đây, Nvidia đang chuẩn bị ra mắt hai hệ thống chuyển mạch mạng quang mới vào năm tới: Quantum-X (InfiniBand) và Spectrum-X.
Các thiết bị này hứa hẹn đạt tốc độ lên tới 1,6 Tb/s mỗi cổng, tiêu tốn ít năng lượng hơn nhiều so với các giải pháp hiện tại. Kết quả? Giảm độ trễ một cách đáng kể, khả năng phục hồi tốt hơn và tốc độ triển khai chưa từng có cho các hệ thống máy tính lớn.
Sự chuyển giao này đánh dấu một khoảnh khắc lịch sử trong đó các kỹ sư lựa chọn truyền tín hiệu qua ánh sáng thay vì xung điện.
Một sự thay đổi mô hình đi kèm với sự xuất hiện của các mô hình ngôn ngữ lớn ngày càng mạnh mẽ (LLM), sự giảm chi phí tính toán, và sự phức tạp ngày càng tăng của các hệ thống. Câu hỏi mà nhiều người đang đặt ra là: liệu ánh sáng có phải là chìa khóa để đảm bảo hoạt động theo thời gian thực của các hệ thống phức tạp?
Mô hình TSMC: Lộ trình quang học
Một số báo cáo ngành cho thấy Nvidia đang theo một chiến lược đã được TSMC, gã khổng lồ Đài Loan trong ngành sản xuất bán dẫn, phác thảo. Kế hoạch của TSMC, được gọi là COUPE, được chia thành ba giai đoạn:
Giai đoạn 1: Một động cơ quang học có khả năng cung cấp băng thông tối đa 1.6 Tbps.
Giai đoạn 2: Tích hợp quang học đồng gói trong bao bì CoWoS ( với một công tắc ), để đạt được tốc độ lên đến 6.4 Tbps.
Giai đoạn 3: Triển khai một interposer COUPE-on-CoWoS, với hiệu suất dự kiến đạt gần 12.8 Tbps.
Nhưng quang tử đồng gói có nghĩa là gì? Đó là sự tích hợp trực tiếp của các bộ thu phát quang trên chip, loại bỏ nhu cầu về các thành phần trung gian giữa các cấu trúc chip khác nhau. Đây là một bước tiến cơ bản để giảm độ trễ và tăng hiệu quả năng lượng.
Cuộc đua đến Opics: Không chỉ Nvidia
Cuộc cách mạng quang học không chỉ liên quan đến Nvidia. Các ông lớn phần cứng khác cũng đang đầu tư mạnh mẽ theo hướng này.
Ví dụ, Broadcom đang phát triển Bailly, một công tắc Ethernet dựa trên CPO (Co-Packaged Optics) hứa hẹn tốc độ 51,2 Tbps với mức tiêu thụ năng lượng giảm. Mục tiêu là tích hợp công nghệ này vào ASIC StrataXGS Tomahawk 5 của chính nó.
IBM đang làm việc để đưa mạch quang vào các trung tâm dữ liệu, trong khi AMD gần đây đã mua lại một công ty chuyên về quang học silicon.
Brian Amick, Phó Chủ tịch cấp cao công nghệ và kỹ thuật tại AMD, nhấn mạnh cách mà việc mua lại này sẽ cho phép mở rộng nhanh chóng khả năng hỗ trợ và phát triển các giải pháp quang học và quang học đóng gói đồng thời cho các hệ thống trí tuệ nhân tạo thế hệ tiếp theo.
Tương lai của quang học trong trí tuệ nhân tạo
Quỹ đạo và Tác động Biến đổi
Công nghệ quang học sẽ trở thành xu hướng chính với sự lan rộng của trí tuệ nhân tạo.
Theo một tài liệu trong ngành, những tiến bộ trong lĩnh vực quang học đang thúc đẩy sự quan tâm đến tính toán quang học như một phương thức hứa hẹn cho việc xử lý trí tuệ nhân tạo. Học sâu, đặc biệt, cung cấp những con đường mới để tối ưu hóa thiết kế quang học, phát triển hệ thống quang học thông minh và quản lý phân tích dữ liệu quang học.
Việc áp dụng công nghệ quang học trong tính toán trí tuệ nhân tạo sẽ có tác động biến đổi đến nhiều lĩnh vực, bao gồm truyền thông quang học, lái xe tự động và quan sát thiên văn.
Tầm nhìn của các nhà nghiên cứu
Một bài viết từ Đại học Pennsylvania nêu bật công việc của các nhà nghiên cứu như Deep Jariwala, tham gia vào việc phát triển các công nghệ này trên quy mô nano.
Jariwala mô tả giấc mơ của nhiều người trong lĩnh vực của anh: một tương lai nơi thành phần điện tử duy nhất là một tia laser mạnh mẽ bên cạnh một máy tính. Thay vì kết nối máy tính với ổ điện, một cáp quang kết nối với tia laser sẽ được sử dụng. Một giao diện hoàn toàn mới, có thể cách mạng hóa cách chúng ta tưởng tượng về các mạng phân phối.
Hướng tới một kỷ nguyên mới của các mạng phân tán
Cuộc đua về quang học đại diện cho một trong những thách thức hấp dẫn và chiến lược nhất cho tương lai của trí tuệ nhân tạo và phần cứng.
Sự tích hợp của các giải pháp quang học và photon hứa hẹn sẽ vượt qua những giới hạn hiện tại về tốc độ, hiệu quả năng lượng và khả năng mở rộng. Nvidia, cùng với các nhân tố chính trong ngành, đang mở đường cho một kỷ nguyên mới trong đó ánh sáng sẽ là vectơ chính của sự đổi mới công nghệ.
Khi những công nghệ này trở thành một phần không thể thiếu trong hạ tầng CNTT, chúng ta sẽ chứng kiến sự biến đổi sâu sắc của các mạng phân tán, với những tác động sâu rộng đến tất cả các lĩnh vực phụ thuộc vào trí tuệ nhân tạo và xử lý dữ liệu hiệu suất cao.