Hãng sản xuất hàng đầu tại Hàn Quốc mới đây đã bắt tay cùng các nhà khoa học từ Đại học Harvard để hợp tác trong một dự án tương lai liên quan đến não người.

Mục đích của kế hoạch sản xuất chip sao chép não người

Samsung Electronics giới thiệu cách thức mới để lưu giữ não người bằng chip nhớ trong bài báo xuất bản trên tạp chí Nature Electronics. Bài báo mang tên “Điện tử thần kinh dựa trên sao chép não bộ” (Neuromorphic electronics based on copying and pasting the brain) là kết quả nghiên cứu của giáo sư Ham Don-hee ở Đại học Harvard và Viện Công nghệ Tiên tiến Samsung, giáo sư Park Hong-kun ở Đại học Harvard, giám đốc điều hành Samsung SDS Hwang Sung-woo và Phó chủ tịch Samsung Electronics Kim Ki-nam.

Về bản chất, bộ não người được tạo thành từ một lượng lớn các neuron thần kinh, kết nối với nhau bằng hệ thống dây thần kinh để thực hiện các chức năng. Vì vậy, nắm bắt được kiến thức về hệ thống sẽ là chìa khóa để con người có thể thiết kế ngược bộ não.

Được đưa ra vào những năm 1980, mục tiêu ban đầu của điện toán thần kinh (neuromorphic) là bắt chước cấu trúc và chức năng của hệ thống neuron thần kinh trên một con chip silicon. Tuy nhiên công việc ngay lập tức vấp phải khó khăn vì đến nay, cách các neuron thần kinh được nối lại, cùng nhau hoạt động vẫn còn là một dấu hỏi.

Do đó, mục tiêu của điện toán thần kinh đã được hạ thấp nhằm thiết kế một con chip “lấy cảm hứng” từ não bộ thay vì bắt chước một cách cứng nhắc.

Chip thần kinh nhân tạo có thể là tương lai của ngành công nghệ chip

Bản chất của chip thần kinh nhân tạo

Theo lời Samsung, bản chất của tài liệu này được tóm gọn bằng hai từ “copy” (sao chép) và “paste” (dán). Để sao chép hệ thống dây thần kinh của não bộ, luận văn gợi ý sử dụng một mảng điện cực nano đột phá do Giáo sư Ham và Giáo sư Park phát triển. Hệ thống sau đó được dán lên một mạng lưới mật độ cao ba chiều của bộ nhớ bán dẫn, công nghệ mà Samsung đang dẫn đầu thế giới.

Cụ thể, mạng lưới các bộ nhớ điện tĩnh có thể học và trình bày hệ thống nơron thần kinh sau khi được điều khiển bởi tín hiệu được ghi chép lại từ nội bào. Sơ đồ này sẽ trực tiếp tải bản đồ tế bào thần kinh não người vào chip nhớ. Mạng lưới được ví như các bộ nhớ flash thương mại (ổ SSD) hoặc các bộ nhớ như RRAM (RAM có điện trở). Trong đó, độ dẫn của mỗi bộ nhớ được lập trình nhằm thể hiện độ bền của mỗi kết nối neuron trong hệ thống.

Bộ não con người ước tính có khoảng 100 tỷ neuron thần kinh, thêm khoảng một nghìn lần kết nối thần kinh khác. Vậy nên chip thần kinh cuối cùng sẽ cần tới 100.000 tỷ bộ nhớ. Việc tích hợp lượng lớn bộ nhớ trên một con chip có thể khả thi khi sử dụng bộ nhớ 3D tích hợp. Đây là công nghệ đã mở ra kỷ nguyên mới cho ngành công nghiệp chip nhớ mà Samsung hiện có ưu thế.

Hiện tại công nghệ này vẫn trong giai đoạn đầu phát triển. Có khả năng vẫn còn vài năm nữa chúng mới có thể được bán trên thị trường. Tuy nhiên, Samsung được cho là đang khám phá những khái niệm này để áp dụng chúng trong các giải pháp hiện tại như nghiên cứu kỹ thuật cấu trúc thần kinh và sử dụng một số tài nguyên của mình để phát triển chất bán dẫn AI thế hệ tiếp theo.