Pesquisadores Desenvolvem o Processador Neuromórfico Mais Potente do Mundo para IA

Em um grande salto para a frente no campo da inteligência artificial (IA), uma equipe internacional de pesquisadores liderada pela Swinburne University of Technology desenvolveu o processador neuromórfico mais potente do mundo para IA. Ele opera a uma taxa surpreendente de mais de 10 trilhões de operações por segundo (TeraOps/s), o que significa que pode processar dados em ultra-escala.

O trabalho foi publicado na revista Nature.

Liderado pelo Professor David Moss, Dr. Xingyuan Xu e Distinguished Professor Arnan Mitchell, da RMIT University, a equipe acelerou a velocidade de processamento e o poder de processamento. Eles conseguiram criar um processador neuromórfico óptico capaz de operar mais de 1.000 vezes mais rápido do que os anteriores. O sistema também pode processar imagens em ultra-escala, o que é importante para o reconhecimento facial, já que os processadores ópticos anteriores falharam nesse aspecto.

O Professor Moss é Diretor do Centro de Ciências Ópticas da Swinburne e foi nomeado um dos principais pesquisadores australianos em física e matemática no campo da óptica e fotônica pela The Australian.

“Essa conquista foi alcançada com ‘micro-combs ópticos’, assim como nossa velocidade de dados de internet recorde relatada em maio de 2020”, disse ele.

Outros Processadores e Micro-combs de Ponta

 Processadores eletrônicos de ponta, como o Google TPU, podem operar a mais de 100 TeraOps/s. No entanto, eles requerem dezenas de milhares de processadores paralelos, enquanto o sistema óptico da equipe depende de um único processador. Eles alcançaram isso usando uma nova técnica que envolvia intercalar os dados simultaneamente no tempo, comprimento de onda e dimensões espaciais por meio de uma fonte de micro-comb integrada.

Para aqueles que não estão cientes de micro-combs, eles são novos dispositivos que consistem em centenas de lasers de infravermelho de alta qualidade em um único chip. Em comparação com outras fontes ópticas, os micro-combs são muito mais rápidos, leves e baratos.

“Nos 10 anos desde que co-inventei, os chips de micro-comb integrados se tornaram enormemente importantes e é realmente emocionante ver que eles estão permitindo esses enormes avanços na comunicação e processamento de informações”, diz o Professor Moss. “Os micro-combs oferecem uma promessa enorme para atender à necessidade insaciável do mundo por informações.”

Processador do Futuro

O Dr. Xu foi co-autor principal do estudo e é um ex-aluno da Swinburne e um fellow pós-doutoral com o Departamento de Engenharia de Sistemas Elétricos e de Computador da Universidade de Monash.

“Esse processador pode servir como uma frente de banda ultralarga universal para qualquer hardware neuromórfico – óptico ou baseado em eletrônica – trazendo aprendizado de máquina de dados maciços em tempo real para dentro do alcance”, diz o Dr. Xu.

“Estamos atualmente obtendo um vislumbre de como os processadores do futuro serão. É realmente mostrando-nos como podemos dimensionar dramaticamente o poder de nossos processadores por meio do uso inovador de microcombs”, continua ele.

De acordo com o Professor Mitchell, da RMIT, “Essa tecnologia é aplicável a todas as formas de processamento e comunicação – ela terá um impacto enorme. A longo prazo, esperamos realizar sistemas totalmente integrados em um chip, reduzindo drasticamente o custo e o consumo de energia”.

O Professor Damien Hicks apoia a equipe de pesquisa e é da Swinburne e do Instituto Walter e Elizabeth Hall.

“Redes neurais convolucionais têm sido centrais para a revolução da inteligência artificial, mas a tecnologia de silício existente cada vez mais apresenta um gargalo na velocidade de processamento e eficiência energética”, diz o Professor Hicks.

“Essa conquista mostra como uma nova tecnologia óptica torna essas redes mais rápidas e eficientes e é uma demonstração profunda dos benefícios do pensamento interdisciplinar, ao ter a inspiração e a coragem de levar uma ideia de um campo e usá-la para resolver um problema fundamental em outro”, continua ele.