China începe să producă primele cipuri AI non-binare din lume

Lumea tehnologiei de vârf este în plină desfășurare. China tocmai a anunțat o descoperire majoră: producția în masă a primelor cipuri electronice hibride non-binare din lume. În spatele acestui termen misterios se află o inovație capabilă să transforme multe sectoare, de la aviație la producție și inteligență artificială.

Încă de la începuturile informaticii moderne, baza procesoarelor a fost logica binară. Fiecare informație este codificată ca 0 sau 1, un sistem simplu, dar extrem de puternic, care permite efectuarea tuturor tipurilor de calcule complexe. Cu toate acestea, această arhitectură binară are limitele sale, în special în ceea ce privește eficiența energetică și compatibilitatea cu noile utilizări. Profesorul Li Hongge, cercetător la Universitatea Beihang din Beijing, rezumă această problemă în două cuvinte: lipsă de energie și lipsă de arhitectură. Cipurile actuale consumă prea multă energie, ceea ce împiedică evoluția lor, iar designul lor face dificilă integrarea lor cu sistemele vechi.

Pentru a depăși aceste constrângeri, echipa lui Li Hongge a explorat o abordare inovatoare: logica probabilistică. Spre deosebire de logica binară, această metodă nu se limitează la valori fixe de 0 sau 1, ci utilizează semnale bazate pe probabilități. Cu alte cuvinte, în loc de o simplă valoare de pornire/oprire, valoarea depinde de frecvența apariției unui semnal pe o anumită perioadă. Această abordare economisește hardware și energie. Este deja utilizată în anumite domenii avansate, cum ar fi procesarea imaginilor, rețelele neuronale și învățarea profundă. Cu toate acestea, logica probabilistică are punctele sale slabe: procesarea informațiilor durează mai mult și, prin urmare, este mai lentă. Principala inovație a echipei chineze este combinarea acestor două logici într-un sistem numit numere stochastice hibride (HSN). Această combinație fără precedent valorifică puterea și viteza logicii binare, beneficiind în același timp de flexibilitatea și eficiența energetică a logicii probabilistice. Concret, aceasta înseamnă o toleranță îmbunătățită la erori, un consum redus de energie și o mai bună adaptare la diferite utilizări, în special în sistemele inteligente. Proiectul, lansat în 2022, a dus deja la dezvoltarea unor cipuri inovatoare dedicate tehnologiei tactile și afișajului, fabricate folosind tehnologia de 110 nanometri de la producătorul chinez Semiconductor Manufacturing International Corporation (SMIC).

Inovația nu se oprește aici. În 2023, echipa a creat și un cip dedicat învățării automate, produs folosind un proces CMOS de 28 de nanometri, un standard industrial modern. Aceste cipuri integrează algoritmi de calcul în memorie, un progres major care reduce necesitatea de a transfera constant date între memorie și procesoare. Acest lucru permite economii substanțiale de energie și o viteză de procesare îmbunătățită. În plus, așa-numitul design „sistem pe cip” (SoC) combină mai multe unități de calcul capabile să gestioneze mai multe sarcini simultan, spre deosebire de cipurile tradiționale, care gestionează sarcinile pe rând. Acesta este un pas important către dispozitive mai versatile și mai eficiente. Astăzi, aceste cipuri hibride sunt deja utilizate în sisteme de control inteligente, cum ar fi ecranele tactile. În special, filtrează zgomotul de fundal pentru a detecta semnale slabe, îmbunătățind astfel timpul de răspuns și precizia interacțiunilor utilizatorului.

Dar profesorul Li nu se oprește aici. Echipa sa dezvoltă în prezent un set de instrucțiuni și o arhitectură specifică pentru calculul probabilistic hibrid. Scopul? Extinderea utilizării acestor cipuri în domeniile procesării vorbirii și a imaginilor și, în special, accelerarea modelelor mari de inteligență artificială. Potrivit acestuia, aceste cipuri ating deja latențe de calcul de nivel microsecundă, ceea ce reprezintă un echilibru rar între performanța hardware ridicată și flexibilitatea software.

În ciuda acestui entuziasm, prudența este justificată. Ca orice tehnologie emergentă, aceste cipuri hibride non-binare mai au de depășit câteva obstacole. Problemele de compatibilitate cu sistemele existente rămân complexe. De asemenea, trebuie evaluată robustețea pe termen lung a acestor noi circuite și adaptabilitatea lor în medii variate.

Această descoperire marchează un pas promițător în căutarea unui proces de calcul mai eficient, mai rapid și mai eficient din punct de vedere energetic. Pe măsură ce cererea de procesoare puternice explodează, în special odată cu creșterea inteligenței artificiale și a obiectelor conectate, aceste cipuri hibride ar putea oferi o alternativă la limitările procesării binare tradiționale. Mai mult, această inovație are loc într-un context geopolitic în care China încearcă să își reducă dependența de tehnologiile americane de semiconductori. Prin dezvoltarea propriilor soluții avansate, țara și-ar putea consolida poziția în cursa globală pentru tehnologii de vârf.

Știință&Tehnică

Revista “Ştiinţă şi Tehnică“, cea mai cunoscută şi longevivă publicaţie de popularizare a ştiintelor din România