Các kỹ sư máy tính tại Đại học Duke, Mỹ mới đây đã phát triển một hệ thống AI mới để dự đoán chính xác mức tiêu thụ điện năng của bất kỳ loại bộ xử lý máy tính nào. Được đặt tên là APOLLO, kỹ thuật này được xác thực trên các bộ vi xử lý hiệu suất cao và có thể giúp cải thiện hiệu quả cũng như cung cấp thông tin cho sự phát triển của các bộ vi xử lý mới.
Nghiên cứu này được trình bày chi tiết trong một bài báo được xuất bản tại Hội nghị chuyên đề quốc tế IEEE / ACM hàng năm lần thứ 54 về Vi kiến trúc.
• Ứng dụng trí tuệ nhân tạo trong sản xuất nông nghiệp
• Trí tuệ nhân tạo hỗ trợ chữa bệnh võng mạc
Trong các bộ vi xử lý máy tính hiện đại, các chu kỳ tính toán được thực hiện theo thứ tự 3 nghìn tỷ lần mỗi giây. Theo dõi điện năng tiêu thụ bởi quá trình chuyển đổi nhanh như vậy là rất quan trọng để duy trì hiệu suất của toàn bộ chip. Nếu bộ xử lý sử dụng quá nhiều điện năng, nó có thể quá nóng và gây hỏng hóc. Nhu cầu điện năng thay đổi đột ngột có thể gây ra các biến chứng điện từ bên trong có thể làm chậm toàn bộ bộ xử lý.
Bằng cách triển khai phần mềm có thể dự đoán và ngăn chặn những biến cố không mong muốn này xảy ra, các kỹ sư máy tính có thể bảo vệ phần cứng của họ và gia tăng hiệu suất của nó.
Tiến sĩ Zhiyao Xie, tác giả đầu tiên của bài báo nghiên cứu, cho biết: “APOLLO tiếp cận một thuật toán ước tính công suất lý tưởng, chính xác, nhanh chóng và có thể dễ dàng được tích hợp vào lõi xử lý với chi phí điện năng thấp. Vì có thể được sử dụng trong bất kỳ loại đơn vị xử lý nào, kỹ thuật này có thể trở thành một thành phần phổ biến trong thiết kế chip trong tương lai.”
Bí mật về sức mạnh của APOLLO đến từ trí tuệ nhân tạo. Thuật toán do Xie và cộng sự Chen phát triển sử dụng AI để xác định và chỉ chọn 100 trong số hàng triệu tín hiệu của bộ xử lý có tương quan chặt chẽ nhất với mức tiêu thụ điện năng. Sau đó, nó xây dựng mô hình tiêu thụ điện năng của 100 tín hiệu đó và giám sát chúng để dự đoán toàn bộ hiệu suất của chip trong thời gian thực. Vì quá trình học tập này là tự động và theo hướng dữ liệu, APOLLO có thể được thực hiện trên hầu hết mọi kiến trúc bộ xử lý máy tính (ngay cả những kiến trúc chưa được phát minh).
Nghiên cứu này là một phần của sự hợp tác với Arm Research, một tổ chức nghiên cứu kỹ thuật máy tính nhằm mục đích phân tích sự gián đoạn ảnh hưởng đến ngành công nghiệp và tạo ra các giải pháp tiên tiến. Với sự trợ giúp của Arm Research, APOLLO đã được xác nhận trên một số bộ vi xử lý có hiệu suất cao nhất hiện nay. Nhưng theo các nhà nghiên cứu, thuật toán vẫn cần thử nghiệm và đánh giá toàn diện trên nhiều nền tảng nữa trước khi được các nhà sản xuất máy tính thương mại áp dụng.
Minh Hoàng (theo TechXplore)
