จีนเปิดตัวชิป AI ประมวลผลรูปแบบใหม่ non-binary เชิงพาณิชย์เป็นรายแรกของโลก ใช้ในระบบการบินและอุตสาหกรรม

10-6-2025

   ความสำเร็จนี้ไม่เพียงแต่เป็นการก้าวกระโดดทางเทคโนโลยีเท่านั้น แต่ยังช่วยให้จีนสามารถพัฒนาเทคโนโลยีชิปขั้นสูงได้โดยไม่ต้องพึ่งพาเทคโนโลยีจากต่างประเทศ โดยเฉพาะในบริบทของข้อจำกัดการส่งออกชิป AI จากสหรัฐอเมริกา

   SCMP เปิดเผยว่า จีนได้เริ่มการผลิตและประยุกต์ใช้ชิป AI แบบไม่ใช่ไบนารี non-binary ในระดับอุตสาหกรรมเป็นครั้งแรกของโลก โดยผสานเทคโนโลยีการประมวลผลแบบไฮบริดเข้ากับภาคส่วนที่สำคัญหลายแห่ง รวมถึงอุตสาหกรรมการบินและระบบอุตสาหกรรม

   นวัตกรรมดังกล่าวนำโดยทีมวิจัยของศาสตราจารย์หลี่ หงเกอ จากมหาวิทยาลัยเป่ยหาง (Beihang University) ในกรุงปักกิ่ง ได้เอาชนะข้อจำกัดพื้นฐานในการประมวลผลแบบดั้งเดิม ด้วยการผสานตรรกะแบบไบนารี (0 และ 1) เข้ากับตรรกะแบบความน่าจะเป็น ส่งผลให้เกิดความสามารถในการทนต่อข้อผิดพลาดและประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่เหนือกว่าระบบเดิมอย่างมาก เทคโนโลยีนี้สามารถนำไปประยุกต์ใช้ในแอปพลิเคชันควบคุมอัจฉริยะ เช่น หน้าจอสัมผัสและระบบควบคุมการบิน ขณะเดียวกันก็ช่วยให้จีนสามารถหลีกเลี่ยงข้อจำกัดด้านชิปที่สหรัฐอเมริกากำหนด

*ความท้าทายของเทคโนโลยีชิปในปัจจุบัน*ศาสตราจารย์หลี่ได้ให้สัมภาษณ์กับหนังสือพิมพ์ Guangming Daily เมื่อเดือนที่ผ่านมาว่า เทคโนโลยีชิปในปัจจุบันเผชิญกับความท้าทายสำคัญสองประการ ได้แก่:

1. กำแพงด้านพลังงาน: เกิดจากความขัดแย้งพื้นฐานที่ว่า แม้ระบบไบนารีจะมีประสิทธิภาพในการส่งข้อมูล แต่กลับใช้พลังงานจำนวนมาก

2. กำแพงด้านสถาปัตยกรรม: เกิดจากข้อเท็จจริงที่ว่าชิปใหม่ที่ไม่ได้ผลิตจากซิลิกอนไม่สามารถสื่อสารกับระบบดั้งเดิมที่ใช้เทคโนโลยี CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) ได้อย่างสะดวก

ทีมของศาสตราจารย์หลี่ได้ค้นคว้าทางเลือกต่างๆ มาตั้งแต่ปี 2022 จนกระทั่งพวกเขาได้พัฒนาระบบตัวเลขใหม่ที่เรียกว่า Hybrid Stochastic Number (HSN) หรือตัวเลขแบบความน่าจะเป็นผสม ซึ่งรวมเลขฐานสองแบบดั้งเดิมเข้ากับตัวเลขที่อิงความน่าจะเป็น

การเปรียบเทียบระบบการประมวลผลแบบต่างๆ

   การประมวลผลแบบไบนารีซึ่งเป็นพื้นฐานของการคำนวณในปัจจุบัน แสดงตัวแปรโดยใช้เลข 0 และ 1 และอาศัยการดำเนินการทางคณิตศาสตร์ที่แม่นยำ อย่างไรก็ตาม การคำนวณไบนารีในระดับใหญ่ต้องใช้ทรัพยากรฮาร์ดแวร์จำนวนมาก

   ในทางตรงกันข้าม การคำนวณแบบความน่าจะเป็นใช้ความถี่ของสัญญาณแรงดันไฟฟ้าระดับสูงในช่วงเวลาที่กำหนดเพื่อแสดงค่า ซึ่งช่วยลดการใช้ฮาร์ดแวร์ได้อย่างมีนัยสำคัญ เทคโนโลยีนี้ได้ถูกนำไปประยุกต์ใช้ในหลายสาขา เช่น การประมวลผลภาพ เครือข่ายประสาทเทียม และการเรียนรู้เชิงลึก แต่การคำนวณแบบความน่าจะเป็นยังมีข้อจำกัดด้านความล่าช้าในการคำนวณเนื่องจากต้องใช้การแสดงค่าตามความถี่

   เพื่อแก้ปัญหาดังกล่าว ทีมวิจัยได้นำเสนอตรรกะความน่าจะเป็นแบบไฮบริด ซึ่งผสมผสานความเร็วของการคำนวณแบบไบนารีเข้ากับประสิทธิภาพของตรรกะแบบความน่าจะเป็น

    *การพัฒนาและการประยุกต์ใช้*จากแนวคิดนี้ ทีมได้ออกแบบชิปอัจฉริยะสำหรับการสัมผัสและการแสดงผลในปี 2023 โดยใช้เทคโนโลยีกระบวนการ 110 นาโนเมตรของบริษัท Semiconductor Manufacturing International Corporation ซึ่งเป็นผู้ผลิตชิปชั้นนำของจีน ผลการวิจัยได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร IEEE Journal of Solid-State Circuits เมื่อสองปีก่อน

    ต่อมา ทีมได้พัฒนาชิปตัวคูณประสิทธิภาพสูงสำหรับการเรียนรู้ของเครื่อง โดยใช้กระบวนการ CMOS มาตรฐาน 28 นาโนเมตร ตามผลการวิจัยที่ตีพิมพ์ในวารสาร Microelectronics Journal เมื่อเดือนมกราคมปีนี้

   ตามรายงานของ Guangming Daily งานวิจัยนี้ถือเป็นการรวมระบบเลขฐานสอง ระบบความน่าจะเป็นแบบดั้งเดิม และระบบความน่าจะเป็นแบบไฮบริดเข้าด้วยกันเป็นครั้งแรก โดยนำเสนอการแสดงทางคณิตศาสตร์ของแต่ละระบบและวิเคราะห์คุณลักษณะในแง่ของการทนต่อความผิดพลาด ความต้านทานต่อสัญญาณรบกวน และประสิทธิภาพการใช้พลังงาน สิ่งนี้สร้างรากฐานทางทฤษฎีที่แข็งแกร่งสำหรับการพัฒนาชิปความน่าจะเป็นแบบไฮบริดในอนาคต

*คุณลักษณะสำคัญของชิป*นอกเหนือจากเทคโนโลยี HSN แล้ว ชิปนี้ยังมีคุณลักษณะสำคัญดังนี้:

1. การประมวลผลในหน่วยความจำ: ลดการถ่ายโอนข้อมูลที่ใช้พลังงานสูงระหว่างหน่วยความจำและหน่วยประมวลผลในสถาปัตยกรรมแบบดั้งเดิม ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพโดยรวม

2. การออกแบบระบบบนชิป (SoC): รวมหน่วยการคำนวณหลายประเภทเข้าด้วยกันเพื่อจัดการงานหลายอย่างพร้อมกัน ทำให้หลุดพ้นจากข้อจำกัดของสถาปัตยกรรมแบบเนื้อเดียวกันแบบดั้งเดิม

*การนำไปใช้งานจริง*ชิปนี้ได้ถูกนำไปประยุกต์ใช้ในสถานการณ์การควบคุมอัจฉริยะหลายรูปแบบ ได้แก่:

1. การจดจำการสัมผัส: กรองสัญญาณรบกวนเพื่อตรวจจับสัญญาณที่อ่อนและปรับปรุงการโต้ตอบของผู้ใช้

2. จอแสดงผลเครื่องมือ: ช่วยให้สามารถประมวลผลข้อมูลได้อย่างแม่นยำและใช้พลังงานต่ำ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือ

3. ระบบควบคุมการบิน: ให้การสนับสนุนการคำนวณที่มั่นคงสำหรับการนำทางเครื่องบินที่แม่นยำและเสถียร

อนาคตของเทคโนโลยี

ศาสตราจารย์หลี่เปิดเผยว่า ทีมวิจัยกำลังพัฒนาสถาปัตยกรรมชุดคำสั่งเฉพาะ (Instruction Set Architecture - ISA) และสถาปัตยกรรมไมโครที่ปรับแต่งสำหรับการคำนวณความน่าจะเป็นแบบไฮบริด โดยมีเป้าหมายที่จะขยายความสามารถของชิปให้ครอบคลุมการประมวลผลเสียงและภาพ การเร่งความเร็วของโมเดล AI ขนาดใหญ่ และงานคอมพิวเตอร์ที่ซับซ้อนอื่นๆ

"ชิปปัจจุบันสามารถประมวลผลบนชิปได้ในระดับไมโครวินาทีแล้ว โดยสร้างสมดุลระหว่างการเร่งความเร็วด้วยฮาร์ดแวร์ประสิทธิภาพสูงและการเขียนโปรแกรมซอฟต์แวร์ที่ยืดหยุ่นได้" ศาสตราจารย์หลี่กล่าว

ความสำเร็จนี้ไม่เพียงแต่เป็นการก้าวกระโดดทางเทคโนโลยีเท่านั้น แต่ยังช่วยให้จีนสามารถพัฒนาเทคโนโลยีชิปขั้นสูงได้โดยไม่ต้องพึ่งพาเทคโนโลยีจากต่างประเทศ โดยเฉพาะในบริบทของข้อจำกัดการส่งออกชิป AI จากสหรัฐอเมริกา

---

IMCT NEWS

ที่มา https://www.scmp.com/news/china/science/article/3313349/beyond-1s-and-0s-china-starts-mass-production-worlds-first-non-binary-ai-chip?utm_medium=Social&utm_content=visual-style&utm_source=Twitter

Photo: communicationstoday