Reading Time: 5 minutes

Đối với hầu hết mọi công ty, việc thiết kế một con chip của riêng mình là vô cùng khó. Nhưng Tesla – một trong những nhà phát triển công nghệ phương tiện tự động lớn nhất trên thế giới – lại cho rằng đó là một khoản đầu tư xứng đáng.

Sau nhiều tháng nghiên cứu, tại hội nghị Hot Chips vừa qua, CEO Tesla, ông Elon Musk đã chia sẻ bí quyết thiết kế chip AI tiên tiến của hãng này. Họ cho rằng chỉ cần 2 chip là đủ thông minh để có thể “tự lái hoàn toàn” mẫu Tesla sắp ra mắt.

Cũng tại hội nghị này, các nhà thiết kế chip đã cho thấy mức độ tối ưu hóa mạnh mẽ trong các chip AI tùy chỉnh của Tesla đã giúp tăng hiệu suất đáng kể – gấp 21 lần so với các chip Nvidia trước đó. Đặc biệt hơn, chi phí sản xuất chip của Tesla rẻ hơn 20% so với Nvidia.

Chip AI của Tesla có hiệu suất gấp 20 lần nhưng rẻ hơn 20% chip của Nvidia

Mục tiêu năm 2019 của Tesla là thiết kế ra mẫu xe không chỉ tự lái trên đường cao tốc mà còn có thể tự lái trên đường phố với biển báo dừng và đèn giao thông.

Mẫu xe mới của Tesla có thể tự lái trong thành phố

Ông Ganesh Venkataramanan, một trong những kỹ sư thiết kế chip và bộ xử lý AMD trước đây cho biết: “Rõ ràng để đáp ứng được tiêu chuẩn về hiệu suất của chúng tôi với các hạn chế về năng lượng và yếu tố hình thức mà chúng tôi có, Tesla phải thiết kế một thứ gì đó của riêng mình”.

Mức độ quy mô của công đoạn thiết kế chip xử lý được thể hiện qua con số khổng lồ – 6 tỷ bóng bán dẫn để tạo nên mạch xử lý trên mỗi con chip của Tesla.

Mạch xử lý trên chip của Tesla được tạo nên bởi 6 tỷ bóng bán dẫn

Các chuyên gia nội bộ của Tesla, với chuyên môn trải rộng từ thiết kế bộ xử lý và phần mềm đến xây dựng các trạm sản xuất và sạc pin, đã mang lại cho hãng này lợi thế lớn so với các nhà sản xuất ô tô thông thường.

“Các nhà sản xuất ô tô khác không thể cạnh tranh,” nhà phân tích Pierre Ferragu của New Street cho biết trong một báo cáo tháng 8 về Tesla. “Mô hình kinh doanh của các hãng đó không cho phép họ thiết kế tất cả các mẫu xe với phần cứng đắt tiền như thế này, vậy nên họ bị tụt hậu về công nghệ, phụ thuộc quá nhiều vào nhà cung cấp và không thể tích hợp chặt chẽ phần cứng, phần mềm và vận hành. Kết quả là Tesla đã tự mình thiết lập tiêu chuẩn cho xe tự lái đại chúng. “

Tự lái an toàn với hai chip xử lý

Mỗi động cơ của Tesla có hai chip AI để dự phòng mang lại độ an toàn cao hơn. Tesla có nguồn cung cấp năng lượng và nguồn cấp dữ liệu đầu vào của chip khá dư thừa. Ngay cả camera của xe cũng nằm trên hai bộ nguồn riêng biệt để chống hỏng hóc.

Đọc thêm: Ứng dụng của AI trong lĩnh vực bảo mật thông tin & An ninh mạng

Mẫu xe tự lái của Tesla có rất nhiều tính năng dự phòng để đảm bảo không có gì bất trắc xảy ra với hệ thống trong trường hợp cảm biến, camera, nguồn điện hoặc một chi tiết nào đó bị hỏng.

Mỗi con chip sẽ đưa ra đánh giá riêng về việc chiếc xe nên làm gì tiếp theo. Máy tính sẽ so sánh hai đánh giá, và nếu các con chip đồng ý, chiếc xe sẽ thực hiện hành động. Nếu các con chip không đồng ý, máy tính chỉ cần loại bỏ khung dữ liệu video đó và thử lại. Đó là một trong những lý do Tesla cần chip AI mạnh mẽ để có thể xử lý tỉ lệ khung hình cao như vậy cho video.

Tối ưu hóa chip AI

Mỗi chip AI của Tesla chạy ở tốc độ 2 GHz và thực hiện 36 nghìn tỷ hành động mỗi giây. Debjit Das Sarma, một chuyên gia thiết kế chip và cựu kỹ sư AMD của Tesla cho biết, các mẫu xe tự lái của Tesla có khả năng hoạt động như vậy là vì Tesla đã tối ưu hóa chip cho chúng và loại bỏ các tiêu chuẩn thông thường.

Ví dụ, chip xử lý dữ liệu của Tesla được ghi dưới dạng số nguyên 8 bit, thay vì số dấu phẩy động 16 bit phổ biến hơn trong các tác vụ AI nhưng lại đòi hỏi nhiều năng lượng để xử lý hơn. Mặt khác, nó chỉ xử lý một bộ hướng dẫn cực kỳ hạn chế. Đồng thời, chip của các mẫu xe tự lái cũng sở hữu bộ nhớ SRAM tốc độ cao 32 megabyte, có nghĩa là nó không phải chờ đợi trong khi lấy dữ liệu như trong bộ nhớ DRAM chậm chạp thông thường.

“Thay vì dành tất cả nguồn lực cho những thứ lãng phí, chúng tôi muốn dành phần lớn năng lượng cho những gì thực sự quan trọng đối với chúng tôi”, Das Sarma cho biết. Mặc dù Tesla tự thiết kế các chi tiết AI cốt lõi của bộ xử lý, nhưng các yếu tố như xử lý đồ họa thì hãng này vẫn sử dụng nguồn sẵn có từ trước.

Tesla mất 14 tháng để thiết kế chip AI và hiện Samsung đang là nhà sản xuất cho bộ vi xử lý này. Hiện tại, những mẫu xe Tesla đời mới đã sử hữu loại chip này và những mẫu cũ hơn cũng có thể được nâng cấp.

Đọc thêm: An toàn thông tin Y tế trong kỷ nguyên AI: Bài toán chưa có lời giải