La conception de NorthPole s’inspire en partie du cerveau humain
Le laboratoire californien d’IBM Research met au point un prototype de puce baptisé NorthPole, qui s’inspire de l’architecture du cerveau humain. Cette puce promet d’améliorer considérablement l’efficacité des ordinateurs et de produire des systèmes qui ne dépendent pas de l’informatique en nuage.
Il est surprenant de constater à quel point notre monde est lié au passé, ce qui donne lieu à toutes sortes d’énigmes. Si vous regardez un clavier d’ordinateur, vous êtes confronté à un enchevêtrement confus de lettres qui rend la saisie plus difficile. Il s’agit d’un vestige de l’époque des machines à écrire mécaniques, où les concepteurs ralentissaient délibérément la vitesse de frappe afin d’éviter de bloquer le mécanisme.
On peut facilement trouver de nombreux autres exemples. Des ponts ont été construits là où d’anciens gués permettaient de traverser des rivières. Nous appelons encore « téléphones » des appareils qui ne permettent qu’accessoirement des communications vocales. Et certaines personnes mettent encore le lait dans la tasse avant le thé parce que l’inverse faisait craquer la porcelaine bon marché.
Il en va de même pour les ordinateurs. Les gigantesques ordinateurs centraux des débuts étaient un mélange complexe de technologies et la seule façon de les faire fonctionner correctement était de diviser les fonctions telles que le contrôle, la logique et la mémoire en unités distinctes, le système transférant les données d’une unité à l’autre dans le cadre du processus.
La puce NorthPole sur une carte PCIe
Par conséquent, huit décennies plus tard, les ingénieurs continuent à assembler des ordinateurs basés sur cette configuration historique, aujourd’hui connue sous le nom d’architecture von Neumann, d’après le pionnier de l’informatique John von Neumann. Cette architecture a également créé ce que l’on appelle le goulot d’étranglement de von Neumann, causé par tous les déplacements entre les unités.
Selon IBM, le prototype de la puce NorthPole a nécessité deux décennies de développement et a réussi à contourner le goulot d’étranglement de von Neumann grâce à quelques innovations astucieuses. L’une d’entre elles a consisté à baser l’architecture sur le cerveau humain, qui est bien plus économe en énergie que n’importe quel ordinateur, et à créer ce qu’IBM appelle « une faible représentation du cerveau dans le miroir d’une plaquette de silicium ».
Le chef de projet Dharmendra Modha a essentiellement utilisé une architecture d’inférence neuronale qui agit comme des synapses numériques pour combiner ce qui était auparavant des fonctions séparées. Cela a permis aux ingénieurs de déplacer la mémoire sur la puce de traitement elle-même et d’estomper la frontière entre la mémoire et le traitement.
Cette nouvelle architecture n’accélère pas seulement la puce, avec ses 22 milliards de transistors et ses 256 cœurs, la rendant 25 fois plus efficace, mais elle réduit également le gaspillage d’énergie, éliminant le besoin de systèmes de refroidissement élaborés nécessaires pour les systèmes à haute performance.
Actuellement, NorthPole n’est pas une puce à usage général. Une partie de ses améliorations s’est faite au prix d’une spécialisation de ses fonctions. Cependant, il a le potentiel de doubler, voire de quadrupler les opérations, ouvrant ainsi la voie à la création d’un réseau sur puce capable d’effectuer toutes sortes de tâches qui nécessitent aujourd’hui l’accès à d’énormes serveurs en nuage.
En raison de sa conception, NorthPole n’est pas (encore) adapté à l’IA, mais son énorme pouvoir d’inférence ouvre la voie à une grande variété d’applications militaires et civiles, notamment des systèmes indépendants capables de traiter seuls de grandes quantités de données pour la reconnaissance faciale, la classification d’images, le traitement du langage naturel, la reconnaissance vocale et des systèmes de conduite autonome beaucoup plus fiables. En outre, l’amélioration de l’efficacité thermique signifie que la loi de Moore a peut-être bénéficié d’un sursis temporaire, ouvrant la voie à des puces plus petites et plus puissantes.
https://admin.govexec.com/media/embargoed_ibm_research_science_embargo_10.19.23.pdf
