I ricercatori sviluppano il processore neuromorfico più potente al mondo per l'IA

In quello che è un grande balzo in avanti nel campo dell'intelligenza artificiale (AI), un team internazionale di ricercatori guidato dalla Swinburne University of Technology ha sviluppato il processore neuromorfico più potente al mondo per l'IA. Funziona a una velocità sorprendente di oltre 10 trilioni di operazioni al secondo (TeraOps/s), il che significa che può elaborare dati su larga scala.

Il lavoro è stato pubblicato sulla rivista Natura.

Guidato dal professor David Moss di Swinburne, dal dottor Xingyuan Xu e dall'illustre professore Arnan Mitchell della RMIT University, il team ha accelerato la velocità e la potenza di calcolo. Sono stati in grado di creare un processore neuromorfico ottico in grado di funzionare oltre 1,000 volte più velocemente di qualsiasi precedente. Il sistema può anche elaborare immagini su larga scala, il che è importante per il riconoscimento facciale poiché i precedenti processori ottici hanno fallito in questo senso.

Il professor Moss è direttore del Centro di scienze ottiche di Swinburne ed è stato nominato uno dei migliori ricercatori australiani in fisica e matematica nel campo dell'ottica e della fotonica da The Australian.

"Questa svolta è stata raggiunta con i 'micro-pettini ottici', così come la nostra velocità di dati Internet da record mondiale riportata nel maggio 2020", ha affermato.

Altri Top Processori e Micropettini

 I migliori processori elettronici come Google TPU possono operare oltre 100 TeraOps/s. Tuttavia, richiede decine di migliaia di processori paralleli, mentre il sistema ottico del team si basa solo su un singolo processore. Hanno ottenuto questo risultato utilizzando una nuova tecnica che prevedeva l'interlacciamento simultaneo dei dati nel tempo, nella lunghezza d'onda e nelle dimensioni spaziali attraverso una sorgente micro-comb integrata.

Per coloro che non sono a conoscenza dei micro-pettini, sono nuovi dispositivi costituiti da centinaia di laser a infrarossi di alta qualità su un singolo chip. Rispetto ad altre sorgenti ottiche, i micropettini sono molto più veloci, leggeri ed economici.

"Nei 10 anni trascorsi da quando li ho co-inventati, i chip micro-comb integrati sono diventati estremamente importanti ed è davvero emozionante vederli consentire questi enormi progressi nella comunicazione e nell'elaborazione delle informazioni", afferma il professor Moss. "I micropettini ci offrono un'enorme promessa di soddisfare l'insaziabile bisogno di informazioni del mondo".

Processore del futuro

Il dottor Xu è stato co-autore principale dello studio ed è un ex allievo di Swinburne e borsista post-dottorato presso il dipartimento di ingegneria dei sistemi elettrici e informatici presso la Monash University.

"Questo processore può fungere da front-end universale con larghezza di banda ultraelevata per qualsiasi hardware neuromorfico, ottico o elettronico, portando a portata di mano l'apprendimento automatico di enormi quantità di dati per dati a larghezza di banda ultraelevata in tempo reale", afferma il dott. Xu.

“Attualmente stiamo ricevendo un'anteprima di come appariranno i processori del futuro. Ci sta davvero mostrando quanto possiamo scalare drasticamente la potenza dei nostri processori attraverso l'uso innovativo dei microcomb", continua.

Secondo il professor Mitchell di RMIT, “Questa tecnologia è applicabile a tutte le forme di elaborazione e comunicazione e avrà un impatto enorme. A lungo termine speriamo di realizzare sistemi completamente integrati su un chip, riducendo notevolmente i costi e il consumo di energia”.

Il professor Damien Hicks supporta il gruppo di ricerca ed è di Swinburne e del Walter and Elizabeth Hall Institute.

"Le reti neurali convoluzionali sono state fondamentali per la rivoluzione dell'intelligenza artificiale, ma la tecnologia del silicio esistente presenta sempre più un collo di bottiglia nella velocità di elaborazione e nell'efficienza energetica", afferma il professor Hicks.

"Questa svolta mostra come una nuova tecnologia ottica renda tali reti più veloci ed efficienti ed è una profonda dimostrazione dei vantaggi del pensiero interdisciplinare, nell'avere l'ispirazione e il coraggio di prendere un'idea da un campo e usarla per risolvere un problema fondamentale problema in un altro”, continua.