Giải pháp tối ưu chip AI đưa sinh viên Việt vào chung kết thế giới

Giải pháp tối ưu hóa chip AI của nhóm sinh viên SISLAB Junior từ Đại học Quốc gia Hà Nội đã giúp họ vào chung kết cuộc thi thiết kế vi mạch LSI Design Contest, một trong những cuộc thi hàng đầu thế giới với 28 lần tổ chức và hơn 100 đội thi mỗi năm.

Nhóm gồm Nguyễn Tùng Bách và Hồ Thiên Duy, sinh viên năm thứ tư Trường đại học Công nghệ - Đại học Quốc gia Hà Nội, cùng Trần Tuấn Phong từ Trường đại học Phenikaa, dưới sự hướng dẫn của TS Bùi Duy Hiếu và GS Trần Xuân Tú. Cuộc thi năm nay tập trung vào thiết kế và thực thi phần cứng cho Bộ tự mã hóa biến phân Variational Autoencoder - VAE, một mô hình mạng nơ-ron sâu dùng để học biểu diễn và sinh dữ liệu mới tương tự dữ liệu huấn luyện.

Các đội tham gia cần đề xuất và thực hiện thiết kế trên phần cứng giới hạn, trình diễn kết quả ứng dụng cho bài toán xử lý ảnh trong thời gian ba tháng. Đại diện SISLAB Junior đã chọn thiết kế và triển khai VAE để phát hiện bất thường trên bề mặt hạt dẻ, sử dụng kit FPGA Pynq-Z2.

Nhóm sinh viên SISLAB Junior tại VNU đang tối ưu hóa mô hình AI cho phần cứng không mạnh. Để đạt hiệu suất cao và tiết kiệm tài nguyên, nhóm chọn phương pháp đồng thiết kế phần cứng và phần mềm. Với thời gian hạn chế, họ sử dụng giải pháp tổng hợp phần cứng mức cao (High-Level Synthesis) để nhanh chóng ánh xạ các phép tính học sâu lên FPGA.

Theo GS Trần Xuân Tú, nhóm sinh viên đã quyết định giảm số lượng tham số của mô hình AI xuống 10 lần so với bản gốc. Họ sử dụng tính toán theo dấu phẩy tĩnh để tăng tốc độ và hiệu suất hệ thống. Đồng thời, nhóm cũng tích hợp mô hình trí tuệ nhân tạo như ResNet để nâng cao khả năng phát hiện bất thường.

Mục tiêu là phát triển khả năng xử lý thời gian thực trên nền tảng FPGA giá rẻ, mở rộng ứng dụng AI trong phát hiện bất thường. Giải pháp trên chip AI giúp tiết kiệm năng lượng từ hàng trăm đến hàng nghìn lần. Chip AI này có thể được huấn luyện để áp dụng trong xử lý ảnh và nhận diện bất thường trong hình ảnh sản phẩm, như hoa quả.

Kết quả mô hình sử dụng tham số theo dấu phẩy tĩnh. Ảnh VNU. Theo GS Tú, việc vào chung kết cuộc thi thiết kế vi mạch chứng tỏ sinh viên Việt có khả năng cạnh tranh quốc tế trong lĩnh vực thiết kế chip. Nhóm đã làm việc chăm chỉ trong ba tháng, phân chia công việc và nghiên cứu lý thuyết lẫn thực nghiệm để hoàn thành dự án và gửi báo cáo cho ban tổ chức.

SISLAB Junior cùng 10 đội khác sẽ tham gia vòng chung kết và trình bày báo cáo tại hội nghị ở Okinawa, Nhật Bản, trước các chuyên gia hàng đầu, mở ra cơ hội thương mại hóa sản phẩm. VAE, được giới thiệu năm 2013, là mô hình quan trọng trong học sâu và trí tuệ nhân tạo. Khác với Autoencoder truyền thống, VAE không chỉ nén và giải nén dữ liệu mà còn tạo ra phân phối xác suất trên không gian tiềm ẩn, giúp sinh ra dữ liệu mới.

VAE có nhiều ứng dụng thực tế như xử lý và tạo ảnh (khuôn mặt, cải thiện chất lượng ảnh, giảm nhiễu), phân tích dữ liệu y sinh (mô hình hóa dữ liệu y khoa, phân tích tế bào ung thư), và tạo nội dung mới (văn bản, nhạc, hình ảnh) trong hệ thống AI tạo sinh.

Nguồn:vnexpress.net/giai-phap-toi-uu-chip-ai-dua-sinh-vien-viet-vao-chung-ket-the-gioi-4855380.html