Bài học rút ra chính
- Các nhà nghiên cứuMIT đã tạo ra một con chip mô-đun có thể dễ dàng cấu hình lại để có các tính năng mới.
- Thay vì đi dây truyền thống, chip sử dụng đèn LED để giúp các thành phần khác nhau của nó giao tiếp.
-
Thiết kế sẽ cần rất nhiều thử nghiệm trước khi có thể được sử dụng trong thế giới thực, đề nghị các chuyên gia.
Hãy tưởng tượng nếu phần cứng có thể được nâng cấp với các tính năng mới dễ dàng như phần mềm.
Các nhà nghiên cứu tại MIT đã thiết kế một con chip mô-đun sử dụng ánh sáng nhấp nháy để truyền tải thông tin giữa các thành phần của nó. Một trong những mục tiêu thiết kế của chip là cho phép mọi người hoán đổi chức năng mới hoặc cải tiến thay vì thay thế toàn bộ chip, về bản chất là mở đường cho các thiết bị có thể nâng cấp vĩnh viễn.
"Hướng chung của việc tái sử dụng phần cứng là một điều may mắn", Tiến sĩ Eyal Cohen, Giám đốc điều hành và đồng sáng lập của CogniFiber, nói với Lifewire qua email. "Chúng tôi thực sự hy vọng rằng một con chip như vậy sẽ có thể sử dụng được và có thể mở rộng."
Những năm ánh sáng phía trước
Các nhà nghiên cứu của MIT đã thực hiện kế hoạch của họ bằng cách thiết kế một con chip cho các nhiệm vụ nhận dạng hình ảnh cơ bản, hiện được đào tạo đặc biệt để nhận dạng ba chữ cái: M, I và T. Họ đã công bố chi tiết của con chip trong tạp chí Nature Electronics.
Trong bài báo, các nhà nghiên cứu lưu ý rằng chip mô-đun của họ được tạo thành từ một số thành phần, như trí tuệ nhân tạo, cảm biến và bộ xử lý. Chúng được trải rộng trên các lớp khác nhau và có thể được xếp chồng lên nhau hoặc hoán đổi vị trí theo yêu cầu để lắp ráp chip. Các nhà nghiên cứu cho rằng thiết kế này cho phép họ cấu hình lại một con chip cho các chức năng cụ thể hoặc nâng cấp lên một thành phần mới hơn, cải tiến hơn và khi nó có sẵn.
Mặc dù chip này không phải là chip đầu tiên sử dụng thiết kế mô-đun, nhưng nó là duy nhất cho việc sử dụng đèn LED làm phương tiện giao tiếp giữa các lớp. Được sử dụng cùng với bộ tách sóng quang, các nhà nghiên cứu lưu ý rằng thay vì đi dây thông thường, chip của họ sử dụng ánh sáng nhấp nháy để truyền tải thông tin giữa các thành phần.
Việc thiếu hệ thống dây dẫn là nguyên nhân cho phép cấu hình lại chip, vì các lớp khác nhau có thể dễ dàng sắp xếp lại.
Ví dụ, các nhà nghiên cứu lưu ý trong bài báo rằng phiên bản đầu tiên của chip đã phân loại chính xác từng chữ cái khi hình ảnh nguồn rõ ràng nhưng gặp khó khăn khi phân biệt giữa các chữ cái I và T trong một số hình ảnh mờ nhất định. Để khắc phục điều này, các nhà nghiên cứu chỉ cần hoán đổi lớp xử lý của chip cho một bộ xử lý giảm âm tốt hơn, giúp cải thiện khả năng đọc hình ảnh mờ của nó.
"Bạn có thể thêm bao nhiêu lớp điện toán và cảm biến tùy thích, chẳng hạn như ánh sáng, áp suất và thậm chí cả mùi," Jihoon Kang, một trong những nhà nghiên cứu, nói với MIT news. "Chúng tôi gọi đây là chip AI có thể cấu hình lại giống LEGO vì nó có khả năng mở rộng không giới hạn tùy thuộc vào sự kết hợp của các lớp."
Giảm thiểu chất thải điện tử
Mặc dù các nhà nghiên cứu mới chỉ chứng minh phương pháp có thể cấu hình lại trong một chip máy tính duy nhất, nhưng họ cho rằng phương pháp này có thể được mở rộng, cho phép mọi người hoán đổi chức năng mới hoặc cải tiến, như pin lớn hơn hoặc máy ảnh được nâng cấp, điều này cũng có thể giúp giảm rác thải điện tử.
"Chúng tôi có thể thêm các lớp vào camera của điện thoại di động để nó có thể nhận ra các hình ảnh phức tạp hơn hoặc biến chúng thành các màn hình chăm sóc sức khỏe có thể được nhúng vào da điện tử đeo được", một nhà nghiên cứu khác, nói với MIT.
Tuy nhiên, trước khi chúng có thể được thương mại hóa, thiết kế chip sẽ cần phải giải quyết hai vấn đề chính, Tiến sĩ Cohen đề xuất, người mà Cognifiber đang chế tạo chip dựa trên thủy tinh để mang lại sức mạnh xử lý cấp máy chủ cho các thiết bị thông minh.
Đối với người mới bắt đầu, các nhà nghiên cứu sẽ phải xem xét chất lượng giao diện, đặc biệt là qua đường truyền nhanh và qua nhiều bước sóng. Vấn đề thứ hai cần được phân tích thêm là độ chắc chắn của thiết kế, đặc biệt là khi sử dụng chip trong thời gian dài. Họ có cần kiểm soát nhiệt độ chặt chẽ không? Chúng có nhạy cảm với rung động không? Tiến sĩ Cohen giải thích đây chỉ là hai trong số rất nhiều câu hỏi cần được khám phá thêm.
Trong bài báo, các nhà nghiên cứu lưu ý rằng họ mong muốn áp dụng thiết kế này cho các thiết bị thông minh và phần cứng máy tính tiên tiến, bao gồm các cảm biến và kỹ năng xử lý bên trong một thiết bị tự cung cấp.
"Khi chúng ta bước vào kỷ nguyên của internet vạn vật dựa trên mạng cảm biến, nhu cầu về các thiết bị điện toán biên đa chức năng sẽ mở rộng đáng kể", Jeehwan Kim, một nhà nghiên cứu khác và là phó giáo sư kỹ thuật cơ khí của MIT, nói với MIT News. "Kiến trúc phần cứng được đề xuất của chúng tôi sẽ cung cấp tính linh hoạt cao của điện toán biên trong tương lai."
