I ricercatori sviluppano il processore neuromorfico più potente del mondo per l’IA

In quello che rappresenta un grande passo avanti nel campo dell’intelligenza artificiale (IA), un team internazionale di ricercatori guidato dalla Swinburne University of Technology ha sviluppato il processore neuromorfico più potente del 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 Nature.

Guidato dal professor David Moss della Swinburne, dal dottor Xingyuan Xu e dal professore Arnan Mitchell della RMIT University, il team ha accelerato la velocità di calcolo e la potenza di elaborazione. Sono riusciti a creare un processore neuromorfico ottico in grado di funzionare oltre 1.000 volte più veloce di qualsiasi altro 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 il direttore del Centro di scienze ottiche della Swinburne e è stato nominato uno dei migliori ricercatori australiani nel campo della fisica e della matematica nel campo dell’ottica e della fotonica da The Australian.

“Questa svolta è stata raggiunta con i ‘micro-comb ottici’, come nel nostro record di velocità di dati internet riportato a maggio 2020”, ha detto.

Altri processori e micro-comb di alta qualità

 I migliori processori elettronici come il Google (GOOGL ) TPU possono funzionare a oltre 100 TeraOps/s. Tuttavia, richiedono decine di migliaia di processori paralleli, mentre il sistema ottico del team si basa su un solo processore. Ciò è stato possibile grazie a una nuova tecnica che prevede l’interleaving simultaneo dei dati nel tempo, nella lunghezza d’onda e nelle dimensioni spaziali attraverso una fonte di micro-comb integrata.

Per coloro che non conoscono i micro-comb, si tratta di nuovi dispositivi composti da centinaia di laser infrarossi di alta qualità su un singolo chip. Rispetto ad altre fonti ottiche, i micro-comb sono molto più veloci, leggeri e economici.

“Da quando ho co-inventato i micro-comb 10 anni fa, i chip di micro-comb integrati sono diventati enormemente importanti e sono veramente emozionato di vederli abilitare questi enormi progressi nella comunicazione e nell’elaborazione delle informazioni”, afferma il professor Moss. “I micro-comb offrono una promessa enorme per soddisfare il bisogno insaziabile di informazioni del mondo.”

Il processore del futuro

Il dottor Xu è stato co-autore principale dello studio e è un ex studente della Swinburne e un ricercatore post-dottorato presso il Dipartimento di ingegneria elettrica e dei sistemi informatici dell’Università di Monash.

“Questo processore può servire come front-end universale a larga banda per qualsiasi hardware neuromorfico – ottico o elettronico – portando il machine learning dei dati ad alta banda in tempo reale alla portata di tutti”, afferma il dottor Xu.

“Stiamo attualmente avendo un’anticipazione di come saranno i processori del futuro. Ci sta mostrando come possiamo aumentare drasticamente la potenza dei nostri processori attraverso l’uso innovativo dei micro-comb”, continua.

Secondo il professor Mitchell della RMIT, “Questa tecnologia è applicabile a tutte le forme di elaborazione e comunicazione – 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 sostiene il team di ricerca e proviene dalla Swinburne e dall’Istituto Walter e Elizabeth Hall.

“Le reti neurali convolutive sono state centrali nella 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 queste reti più veloci e più efficienti e rappresenta una dimostrazione profonda dei benefici del pensiero interdisciplinare, avendo l’ispirazione e il coraggio di prendere un’idea da un campo e utilizzarla per risolvere un problema fondamentale in un altro”, continua.