Des ingénieurs de l’Université de Pennsylvanie aux États-Unis ont développé une puce novatrice qui, en utilisant des ondes lumineuses au lieu de l’électricité, effectue les calculs mathématiques complexes nécessaires pour former l’intelligence artificielle (IA). Cette puce a le potentiel d’accélérer radicalement la vitesse de traitement des ordinateurs, tout en réduisant leur consommation d’énergie.
La puce en photonique de silicium (SiPh) représente une avancée, combinant la recherche sur la manipulation de matériaux à l’échelle nanométrique pour effectuer des calculs mathématiques en utilisant la lumière, le moyen de communication le plus rapide possible, avec la plate-forme SiPh, qui utilise le silicium, un élément abondant et peu coûteux pour la production en masse de puces informatiques.
Développement technologique
L’interaction des ondes lumineuses avec la matière ouvre une voie potentielle au développement d’ordinateurs qui dépassent les limites des puces actuelles, qui reposent essentiellement sur les mêmes principes que les puces du début de la révolution informatique dans les années 1960.
Dans un article publié dans Nature Photonics, les groupes responsables, Engheta et Firooz Aflatouni (les noms des professeurs qui dirigent ces groupes), décrivent le développement de la nouvelle puce comme le résultat de la combinaison de leurs forces. Selon les informations, le groupe de recherche d’Aflatouni a été pionnier dans les dispositifs en silicium à l’échelle nanométrique.
L’objectif était de développer une plate-forme capable d’effectuer ce qu’on appelle une multiplication matrice-vecteur, une opération mathématique centrale pour le développement et le fonctionnement des réseaux neuronaux, l’architecture informatique qui alimente les outils d’IA actuels.
Innovations et avantages
Au lieu d’utiliser une plaquette de silicium à hauteur uniforme, une technique avec différenciation d’espace a été utilisée.
Comme l’explique le professeur Engheta, « le silicium est plus mince, disons 150 nanomètres », mais seulement dans des régions spécifiques. Ces variations de hauteur, sans ajout d’aucun autre matériau, permettent de contrôler la propagation de la lumière à travers la puce, car les variations de hauteur peuvent être réparties de manière à ce que la lumière se disperse dans des motifs spécifiques, permettant à la puce d’effectuer des calculs mathématiques à la vitesse de la lumière.
En raison des contraintes imposées par la fonderie commerciale qui a produit les puces, le professeur Aflatouni déclare que cette conception est désormais prête pour des applications commerciales et peut être adaptée à une utilisation dans les unités de traitement graphique (GPU), dont la demande a augmenté avec l’intérêt généralisé pour le développement de nouveaux systèmes d’IA.
Ils peuvent adopter la plate-forme Silicon Photonics en complément, ce qui permet d’accélérer la formation et la classification.
a déclaré Firooz Aflatouni, professeur d’ingénierie électrique et de systèmes.
En plus de sa vitesse supérieure et de sa consommation d’énergie réduite, la puce d’Engheta et Aflatouni offre des avantages en termes de confidentialité : étant donné que de nombreux calculs peuvent se produire simultanément, il ne sera pas nécessaire de stocker des informations sensibles dans la mémoire de travail de l’ordinateur, rendant ainsi un futur ordinateur alimenté par cette technologie pratiquement impossible à pirater.
Personne ne peut accéder à une mémoire inexistante pour obtenir ses informations.
a déclaré Aflatouni.