Du monde universitaire à l'industrie : fabriquer les puces les plus efficaces au monde
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Dans le dernier épisode de Lexicon , Brandon Lucia , PDG d' Efficient Computer et professeur à l'Université Carnegie Mellon, explore la façon dont des puces économes en énergie remodèlent le paysage technologique.
L'énergie est tout
« L'énergie sera la seule chose qui comptera dans la prochaine ère de l'informatique », a déclaré Brandon Lucia. C'est cette philosophie qui est devenue la force motrice de l'architecture révolutionnaire du processeur Fabric d'Efficient Computer.
Le processeur Fabric, propriété de la société, est le fruit de plus d'une décennie de recherche à Carnegie Mellon. Comme Brandon nous l'a expliqué, il s'agit en quelque sorte d'une refonte complète de l'architecture des puces, mettant l'accent sur l'efficacité énergétique.
Contrairement aux puces traditionnelles qui privilégient les performances au détriment de l'efficacité (conduisant à des améliorations marginales de la vitesse tout en augmentant considérablement la consommation d'énergie), l'innovation de l'Efficient Computer cherche à équilibrer ces deux facteurs critiques.
« À chaque étape où une décision de conception doit être prise, nous prenons la décision de conception la plus économe en énergie », a expliqué Brandon Lucia.
La surspécialisation présente des avantages, mais constitue également un problème
Brandon Lucia a rapidement souligné les limites de la tendance actuelle vers des processeurs d’IA spécialisés. « L’IA, telle que nous la percevons aujourd’hui, est bien plus que de l’apprentissage automatique », a-t-il souligné.
Bien que les puces spécialisées excellent dans des tâches telles que l’algèbre linéaire dense et la multiplication de matrices, elles ont du mal à répondre aux exigences plus larges des applications du monde réel, telles que l’ingestion, le nettoyage et l’analyse de données.
« Si vous utilisez des puces spécialisées, vous ne faites qu'une partie de l'IA », précise Brandon Lucia. « Pour capturer l'intégralité de l'application et offrir une véritable efficacité, vous avez besoin de processeurs polyvalents capables de tout gérer, du traitement en amont à l'analyse en aval », a-t-il ajouté.
À cette fin, l’architecture d’Efficient Computer est conçue pour faire exactement cela, en comblant le fossé entre flexibilité et efficacité.
Comment fonctionne le processeur Fabric
Au cœur de l'innovation d'Efficient Computer se trouve le processeur Fabric, une architecture de puce qui se distingue de tout ce qui existe actuellement sur le marché. Brandon Lucia l'explique comme une « grille de carrés », où chaque carré agit comme une tuile autonome capable d'effectuer une seule opération.
« Notre compilateur prend votre programme et le digère dans un graphique de flux de données», assure Brandon Lucia. « Chaque opération du programme est rattachée à une tuile, et les tuiles sont connectées via un réseau efficace qui permet aux données de circuler de manière transparente d'une opération à l'autre », ajoute-t-il.
Cela élimine les frais généraux des architectures traditionnelles, telles que la récupération et le décodage des instructions, ce qui se traduit par des économies d'énergie significatives. Le parallélisme du processeur Fabric est un autre avantage clé.
« Nous mappons l’intégralité du graphe de flux de données sur l’architecture en parallèle », souligne Brandon Lucia. « Cela améliore non seulement l’efficacité énergétique, mais offre également une amélioration des performances en exploitant le parallélisme intrinsèque des applications », ajoute-t-il.
Les tests ont montré une amélioration jusqu'à 166 fois de l'efficacité énergétique par rapport aux principaux processeurs embarqués à faible consommation, avec des gains correspondants en termes d'autonomie de la batterie.
Applications concrètes
La technologie d'Efficient Computer fait déjà des vagues dans plusieurs secteurs clés, notamment l'exploration spatiale, l'Internet des objets et les appareils portables. « Dans les missions spatiales, la diminution de la consommation d'énergie signifie moins de batteries, des panneaux solaires plus petits et des systèmes plus simples », a déclaré Brandon Lucia.
Cela est très important pour des applications telles que les CubeSats et d'autres applications spatiales où les contraintes de taille, de poids et de puissance (SWaP) sont primordiales. Cela pourrait également s'avérer bénéfique pour des applications plus terre à terre comme les appareils portables.
« Imaginez que l'autonomie de la batterie d'une montre connectée passe d'un jour à une semaine, voire à un mois », suggère Brandon Lucia. « L'efficacité n'est pas seulement une amélioration, elle ouvre des possibilités entièrement nouvelles », a-t-il déclaré.
Ces avancées seraient également très appréciées pour d’autres applications telles que les appareils de surveillance de la santé ou les équipements militaires. Elles les rendraient portables tout en réduisant le besoin de recharger ou de changer fréquemment les batteries.
Dans le domaine de l'Internet des objets, les puces d'Efficient permettent de fabriquer des capteurs environnementaux et d'infrastructures qui peuvent fonctionner pendant des années avec une seule pile AA. « Si vous améliorez l'efficacité des calculs, vous rendez ces applications possibles pour la première fois », narre Brandon Lucia.
À cette fin, les cas d’utilisation potentiels sont presque illimités, en particulier pour des tâches telles que la surveillance des pipelines ou la détection des incendies de forêt.
Rapprocher le monde universitaire et l'industrie
Le parcours de Brandon Lucia, du monde universitaire à la direction d'une start-up, offre des informations précieuses aux aspirants innovateurs. « Diriger une entreprise et faire du développement avancé m'a aidé à comprendre ce qui compte pour le monde et ce qui compte pour les applications », a-t-il déclaré.
Selon Brandon Lucia, cette perspective l’a aidé dans sa vie académique et professionnelle, créant souvent une sorte de boucle de rétroaction pour les deux. Lorsqu’on lui demande conseil, Brandon Lucia souligne l’importance de croire en ses idées et de constituer la bonne équipe.
« Si vous croyez en une idée, lancez-vous », a-t-il surenchéri. « Trouvez des mentors et des ressources pour vous aider à décoder l’énigme de la transformation d’un concept académique en produit », a-t-il noté.
L'avenir de l'informatique
Brandon Lucia prévoit que la conception des puces passera d'une hyperspécialisation à des solutions plus polyvalentes axées sur l'efficacité énergétique. « Nous maîtrisons la multiplication matricielle, mais l'informatique ne s'arrête pas là », a-t-il déclaré.
« L’avenir réside dans la résolution des aspects complexes du calcul avec efficacité énergétique et généralité », ajoute-t-il. Efficient Computer est bien placé pour mener cette transformation.
« L’énergie sera l’élément le plus important à tous les niveaux », a déclaré Brandon Lucia. « Qu’il s’agisse des centres de données, des périphériques ou des capteurs IoT, la prochaine ère de l’informatique sera définie par l’efficacité avec laquelle nous pouvons utiliser l’énergie », a-t-il noté.
« Nous sommes ravis de voir notre technologie commencer à accumuler des cas d'utilisation réels et à offrir une valeur tangible », a déclaré Brandon Lucia. Pour les personnes intéressées, a expliqué Brandon, les clients en accès anticipé peuvent s'attendre à recevoir du silicium d'ici le milieu de l'année, avec une disponibilité plus large sur le marché prévue pour fin 2025 ou début 2026.
Un véritable changement pour l'informatique
Le travail d'Efficient Computer représente bien plus qu'une simple avancée technologique : il s'agit d'un changement de paradigme dans notre façon de concevoir l'informatique. En donnant la priorité à l'efficacité énergétique sans sacrifier les performances ou la flexibilité, l'entreprise ouvre de nouvelles possibilités pour des secteurs allant de la santé à l'exploration spatiale.
« L’efficacité ne se résume pas à économiser de l’énergie », a déclaré Brandon Lucia. « Il s’agit de libérer le potentiel de la technologie pour résoudre des problèmes qui semblaient auparavant impossibles », a-t-il conclu.
Alors que nous sommes à l’aube d’une nouvelle ère informatique, la vision d’Efficient Computer offre une feuille de route pour une innovation durable.