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22 Juin, 2022

Une puce informatique optique modulaire permettant des fonctions empilables et interchangeables

Une puce informatique optique modulaire permettant des fonctions empilables et interchangeables

Les ingénieurs du MIT ont mis au point une nouvelle puce informatique modulaire qui utilise des éclairs de lumière pour communiquer entre les composants.

Des ingénieurs du MIT ont mis au point une puce informatique modulaire dont les composants peuvent communiquer à l’aide de flashs lumineux. Cela pourrait permettre de créer des appareils électroniques qui peuvent facilement être mis à niveau avec de nouveaux capteurs ou processeurs, plutôt que de remplacer la puce entière.

Le marché de l’électronique est arrivé à un point où de nombreux consommateurs remplacent chaque année leur smartphone par un modèle plus récent, plus brillant et légèrement meilleur. La mise à niveau des pièces individuelles n’est pas vraiment une option pour de nombreux appareils, qui doivent être remplacés dans leur intégralité. Ce n’est pas l’attitude la plus respectueuse de l’environnement en matière d’électronique.

La modularité pourrait permettre aux utilisateurs d’échanger des fonctionnalités nouvelles ou améliorées, comme des batteries plus puissantes ou des appareils photo plus performants. Pour cette nouvelle étude, l’équipe du MIT a donc démontré cette approche dans une seule puce électronique.

La puce modulaire de l’équipe est constituée de composants superposés, tels que l’intelligence artificielle, les processeurs et les capteurs, qui peuvent être empilés ou échangés pour construire une puce capable d’exécuter des fonctions spécifiques selon les besoins, ou la mettre à niveau à mesure que de nouvelles technologies deviennent disponibles.

« Vous pouvez ajouter autant de couches informatiques et de capteurs que vous le souhaitez, par exemple pour la lumière, la pression et même l’odeur », explique Jihoon Kang, un des auteurs de l’étude. « Nous appelons cela une puce d’IA reconfigurable de type LEGO, car elle présente une extensibilité illimitée en fonction de la combinaison des couches. »

Mais le plus impressionnant est peut-être la façon dont les couches de cette puce interagissent entre elles. L’électronique modulaire est confrontée à un problème : faire en sorte que les nouveaux et anciens composants communiquent entre eux de manière simple et rapide. La puce du MIT, cependant, utilise des flashs de lumière pour transmettre des informations entre chaque couche.

L’équipe a équipé chaque composant stratifié de la puce de LED et de photodétecteurs qui s’alignent sur ceux du composant suivant. Lorsqu’une partie doit communiquer avec une autre, elle fait clignoter ses pixels LED selon un certain schéma qui code les données, que les photodétecteurs de la couche réceptrice peuvent interpréter.

Pour démontrer cette conception, l’équipe a créé une puce de 4 mm2, composée de trois couches informatiques. Chaque couche contenait un capteur d’images, un système de communication optique et un réseau de synapses artificielles conçu pour reconnaître une lettre spécifique – M, I ou T.

Pour le tester, les chercheurs ont exposé la puce à des images pixellisées de lettres aléatoires, puis ont mesuré l’intensité du courant électrique que chaque réseau produisait en réponse. Plus le courant est fort, mieux le réseau reconnaît la lettre.

En utilisant ce processus, l’équipe a constaté que la puce était capable de classer les images de lettres sur lesquelles elle avait été entraînée très bien si les images étaient claires, mais moins bien si elles étaient floues. Pour démontrer la modularité de la puce, les ingénieurs ont ensuite inséré un processeur de « débruitage » capable de mieux gérer les images floues, et la reconnaissance des lettres par la puce s’est améliorée.

« Nous avons démontré que la puce était empilable, remplaçable et qu’il était possible d’y insérer une nouvelle fonction », a déclaré Min-Kyu Song, l’un des auteurs de l’étude.

L’équipe prévoit d’appliquer cette technique aux « dispositifs informatiques périphériques », qui sont de petits capteurs spécialisés pour l’Internet des Objets.

https://www.nature.com/articles/s41928-022-00778-y

https://news.mit.edu/2022/stackable-artificial-intelligence-chip-0613