Những siêu cỗ máy

Được hỗ trợ bởi một bước đột phá trong công nghệ quản lý bộ nhớ, siêu máy tính Sunway thế hệ mới được phát triển bởi Trung tâm Nghiên cứu Quốc gia về Kỹ thuật Máy tính và Công nghệ. Máy tính này được cho là tăng gấp 75.839 lần khả năng xử lý dữ liệu. Hiệu suất tổng thể của máy tính tăng 88 lần khi xử lý một số tác vụ khó khăn nhất liên quan đến AI.

Ông Zhai Jidong, phó giáo sư khoa học máy tính và các đồng nghiệp tại Đại học Thanh Hoa cho biết: “Nhu cầu về sức mạnh tính toán ngày càng tăng đã thúc đẩy sự phát triển nhanh chóng của siêu máy tính trong những năm gần đây”.

“Các siêu máy tính truyền thống chủ yếu phục vụ các ứng dụng tính toán khoa học. Sự hỗ trợ của họ cho việc AI learning, tính toán đồ thị và xử lý dữ liệu lớn còn kém, hạn chế các kịch bản ứng dụng”, ông cho hay.

Sử dụng công nghệ mới, cỗ máy Sunway exascale “đang chạy nhiều ứng dụng AI, bao gồm machine learning quy mô lớn và mô phỏng động lực học phân tử”, họ nói thêm.

Một máy tính exascale có thể mạnh hơn 1.000 lần so với các siêu máy tính chính thống hiện có. Tuy nhiên, những chiếc máy này không chỉ có tốc độ.

Trước đây, công việc của siêu máy tính là tính toán. Giới hạn hiệu suất chủ yếu được đặt khi máy tính được chế tạo.

Với việc sử dụng ngày càng nhiều công nghệ trí tuệ nhân tạo trong nhiều lĩnh vực, những người sử dụng tiềm năng của máy tính exascale hy vọng những cỗ máy khổng lồ, đắt tiền này cũng sẽ chạy các thuật toán AI học hỏi từ công việc của họ và trở nên thông minh hơn theo thời gian.

Nhưng ông Zhai và các đồng nghiệp báo cáo rằng khi họ chạy một công cụ AI trên Sunway có thể được quân đội sử dụng để xác định mục tiêu trong các bức ảnh vệ tinh, cỗ máy này lại có hiệu suất kém hơn so với máy tính để bàn.

Theo nghiên cứu của họ, vấn đề là do tắc nghẽn trong quá trình quản lý bộ nhớ của máy tính.

Sunway được xây dựng để xử lý các nhiệm vụ tính toán truyền thống, chẳng hạn như mô hình hóa một vụ nổ hạt nhân. Trước khi thực hiện phép tính, máy tính sẽ nhận một lượng dữ liệu nhất định, chia nó thành nhiều phần và phân bổ chúng đúng cách vào các khe cắm bộ nhớ.

Thuật toán AI hoạt động với nhiều sự không chắc chắn hơn. Nó liên tục được cung cấp các tập dữ liệu mới, thường có kích thước rất khác nhau, có thể nhanh chóng làm gián đoạn bộ nhớ của siêu máy tính.

Swalloc, công cụ cấp phát bộ nhớ mới do nhóm Tsinghua phát triển có thể biến đổi các tập dữ liệu khác nhau thành một định dạng thống nhất và phân bổ chúng một cách hiệu quả vào các khe cắm bộ nhớ của siêu máy tính để truy cập nhanh chóng, dễ dàng bằng các thuật toán AI.

Các nhóm nghiên cứu khác ở Trung Quốc cũng đạt được những bước đột phá tương tự. Vào tháng 7, Tianhe 3, một máy tính exascale được phát triển bởi Đại học Quốc phòng Công nghệ Quốc phòng ở Thiên Tân đã giành được hai giải thưởng quốc tế hàng đầu là SSSP Graph500 và Big Data Green Graph500 cho ứng dụng AI trong siêu máy tính.

Theo các nhà nghiên cứu quân sự Trung Quốc, Tianhe 3 sử dụng bộ vi xử lý do nhà tự phát triển với khả năng tăng tốc phần cứng cho thuật toán AI vượt trội so với A100-GPU Nvidia, loại chip nhanh nhất được sử dụng rộng rãi trong việc chế tạo máy tính exascale ở các nước phương Tây.

Trung Quốc sở hữu nhiều siêu máy tính nhất thế giới

Bắc Kinh đã phê duyệt việc xây dựng các máy tính exascale ở 3 thành phố. Máy thứ 3 được đặt ở Thâm Quyến, trụ sở của một số công ty công nghệ cao lớn nhất của Trung Quốc tham gia vào công nghệ AI.

Trung Quốc đã chế tạo nhiều siêu máy tính hơn bất kỳ quốc gia nào khác, và gấp đôi số lượng siêu máy tính của Hoa Kỳ. Chúng đóng một vai trò quan trọng trong sự phát triển nhanh chóng của đầu đạn hạt nhân, vũ khí siêu thanh, cơ sở hạ tầng quy mô lớn, khoa học đời sống và mạng lưới giám sát toàn cầu.

Theo một số nhà khoa học tham gia vào các dự án này, Trung Quốc đã thiết kế bộ vi xử lý của riêng mình cho siêu máy tính, nhưng những con chip này cần được sản xuất tại các xưởng đúc ở nước ngoài.

Chính phủ Mỹ đã áp đặt các biện pháp trừng phạt đối với các chương trình siêu máy tính của Trung Quốc. Các nhà máy sản xuất chip siêu máy tính cho Trung Quốc có thể bị phạt nặng.

Sunway thế hệ mới và Tianhe 3 đã đạt hiệu suất một nghìn tỷ phép tính mỗi giây vào tháng 3 và trở thành những chiếc máy đầu tiên có khả năng như vậy trên thế giới, theo The Next Platform.

Các nhà chức trách Trung Quốc đã không đưa kết quả lên Top500, danh sách những máy tính mạnh nhất thế giới. Quyết định giữ im lặng về thành tích của Trung Quốc đã làm dấy lên những đồn đoán ở nước ngoài về tác động của các lệnh trừng phạt của Mỹ.