IBM Research a dévoilé une puce d'IA analogique révolutionnaire qui fait preuve d'une efficacité et d'une précision remarquables dans l'exécution de calculs complexes pour les réseaux de neurones profonds (DNN).
Cette percée, publiée dans un article récent de Nature Electronics, représente une avancée significative vers la réalisation d'un calcul IA haute performance tout en économisant considérablement l'énergie.
L'approche traditionnelle consistant à exécuter des réseaux de neurones profonds sur des architectures informatiques numériques conventionnelles pose des limites en termes de performances et d'efficacité énergétique. Ces systèmes numériques entraînent un transfert constant de données entre la mémoire et les unités de traitement, ralentissant les calculs et réduisant l'optimisation énergétique.
Pour relever ces défis, IBM Research a exploité les principes de l'IA analogique, qui émule le fonctionnement des réseaux de neurones dans les cerveaux biologiques. Cette approche consiste à stocker les poids synaptiques à l'aide de dispositifs de mémoire résistive à l'échelle nanométrique, en particulier la mémoire à changement de phase (PCM).
Les dispositifs PCM modifient leur conductance par des impulsions électriques, permettant un continuum de valeurs pour les poids synaptiques. Cette méthode analogique atténue le besoin d'un transfert de données excessif, car les calculs sont exécutés directement dans la mémoire, ce qui améliore l'efficacité.
La puce nouvellement introduite est une solution d'IA analogique de pointe composée de 64 cœurs de calcul analogiques en mémoire.
Chaque cœur intègre un réseau de barres transversales de cellules unitaires synaptiques aux côtés de convertisseurs analogique-numérique compacts, assurant une transition transparente entre les domaines analogique et numérique. De plus, des unités de traitement numérique au sein de chaque cœur gèrent les fonctions d'activation neuronale non linéaire et les opérations de mise à l'échelle. La puce dispose également d'une unité de traitement numérique globale et de voies de communication numériques pour l'interconnectivité.
L'équipe de recherche a démontré les prouesses de la puce en atteignant une précision de 92,81 % sur le CIFAR-10 ensemble de données d'images - un niveau de précision sans précédent pour les puces d'IA analogiques.
Le débit par zone, mesuré en Giga-opérations par seconde (GOPS) par zone, a souligné son efficacité de calcul supérieure par rapport aux précédentes puces informatiques en mémoire. La conception économe en énergie de cette puce innovante, associée à ses performances améliorées, en fait une réalisation marquante dans le domaine du matériel d'IA.
L'architecture unique de la puce d'IA analogique et ses capacités impressionnantes jettent les bases d'un avenir où le calcul d'IA économe en énergie est accessible dans une large gamme d'applications.
La percée d'IBM Research marque un moment charnière qui contribuera à catalyser les progrès des technologies basées sur l'IA pour les années à venir.
(Crédit d'image : Recherche IBM)
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