La Chine fabrique la première puce d'IA dédiée aux

Contrairement aux TPU conventionnels, la puce informatique rouge est la première à utiliser des nanotubes de carbone – de minuscules structures cylindriques constituées d’atomes de carbone disposés en hexagones – au lieu de matériaux semi-conducteurs traditionnels comme le silicium. (Photo : Sankai)

Les modèles d’IA sont gourmands en données et nécessitent une grande puissance de calcul pour fonctionner. Cela constitue un obstacle important à la formation et à la mise à l’échelle des modèles d’apprentissage automatique, d’autant plus que la demande d’applications d’IA augmente. C’est pourquoi les scientifiques travaillent à la création de nouveaux composants, des processeurs à la mémoire d’ordinateur, conçus pour consommer moins d’énergie lors de l’exécution des calculs nécessaires.

Les scientifiques de Google ont créé TPU en 2015 pour résoudre ce défi. Ces puces spécialisées agissent comme des accélérateurs matériels dédiés aux opérations tensorielles, des calculs mathématiques complexes utilisés pour former et exécuter des modèles d’IA. En déplaçant ces tâches loin de l’unité centrale de traitement (CPU) et de l’unité de traitement graphique (GPU), les TPU permettent aux modèles d’IA d’être formés plus rapidement et plus efficacement.

Contrairement aux TPU conventionnels, cette nouvelle puce est la première à utiliser des nanotubes de carbone – de minuscules structures cylindriques constituées d’atomes de carbone disposés selon un motif hexagonal – au lieu de matériaux semi-conducteurs traditionnels comme le silicium. Cette structure permet aux électrons (particules chargées) de les traverser avec une résistance minimale, ce qui fait des nanotubes de carbone d'excellents conducteurs d'électricité.

Selon les scientifiques chinois, leur TPU ne consomme que 295 microwatts (μW) d'énergie (où 1 W équivaut à 1 000 000 μW) et peut fournir 1 000 milliards de calculs par watt, une unité d'efficacité énergétique. Cela rend le TPU à base de carbone chinois près de 1 700 fois plus économe en énergie que la puce de Google.

« De ChatGPT à Sora, l'intelligence artificielle inaugure une nouvelle révolution, mais la technologie traditionnelle des semi-conducteurs à base de silicium est de moins en moins capable de répondre aux exigences du traitement de volumes massifs de données. Nous avons trouvé une solution à ce défi mondial », a déclaré Zhiyong Zhang, co-auteur de l'article et professeur d'électronique à l'Université de Pékin.

Le nouveau TPU comprend 3 000 transistors à nanotubes de carbone et est construit à l'aide d'une architecture de réseau systolique, un réseau de processeurs disposés en grille. Cela permet aux TPU d'effectuer plusieurs calculs à la fois en coordonnant les flux de données et en garantissant que chaque processeur exécute une petite partie de la tâche en même temps.

Ce traitement parallèle permet d’effectuer des calculs beaucoup plus rapidement, ce qui est important pour les modèles d’IA qui traitent de grandes quantités de données. Cela réduit également la fréquence à laquelle la mémoire, en particulier un type appelé mémoire vive statique (SRAM), doit lire et écrire des données, a déclaré Zhang. En minimisant ces opérations, le nouveau TPU peut effectuer des calculs plus rapidement tout en utilisant beaucoup moins d’énergie.

À l’avenir, une technologie similaire basée sur des nanotubes de carbone pourrait fournir une alternative plus économe en énergie aux puces à base de silicium, affirment les chercheurs. Ils ont déclaré qu'ils prévoyaient de continuer à peaufiner la puce pour améliorer les performances et la rendre plus évolutive, notamment en explorant des moyens d'intégrer le TPU dans le silicium du processeur.

Ha Thu

Selon Live Science