L’azienda tecnologica IBM ha dichiarato che il suo prototipo di chip “brain-like” potrebbe rendere l’intelligenza artificiale (IA) più efficiente dal punto di vista energetico. C’è sempre maggiore preoccupazione per le emissioni generate dagli ampi magazzini pieni di computer che alimentano i sistemi di intelligenza artificiale, riferisce la BBC.
Secondo IBM, il suo prototipo potrebbe portare a chip AI più efficienti, che consumano meno energia.
L’efficacia del prototipo è dovuta a componenti che funzionano in modo simile alle connessioni presenti nei cervelli umani, ha affermato IBM. Rispetto ai computer tradizionali, “il cervello umano è in grado di ottenere prestazioni notevoli consumando poca energia”, ha dichiarato lo scienziato Thanos Vasilopoulos, che lavora presso il laboratorio di ricerca di IBM a Zurigo, in Svizzera.
Il circuito integrato CMOS a 14nm è composto da 64 mattonelle di calcolo in memoria analogica, ciascuna con una matrice a croce 256 x 256 di celle unitarie sinaptiche. Questo consente al semiconduttore di memorizzare i pesi localmente come livelli analogici di conducibilità in una memoria a cambio di fase e di implementare un calcolo analogico di moltiplicazione e accumulo.
Vasilopoulos ha detto che un’efficienza energetica superiore significherebbe che “carichi di lavoro ampi e più complessi potrebbero essere eseguiti in ambienti a basso consumo energetico o con batteria limitata”, come automobili, telefoni cellulari e telecamere.
“Anche i fornitori di servizi cloud potranno utilizzare questi chip per ridurre i costi energetici e l’impronta di carbonio“, ha aggiunto.
IBM e i memristors , da digitale ad analogico
La maggior parte dei chip è digitale, il che significa che le informazioni vengono memorizzate come 0 e 1, ma il nuovo chip utilizza memristor, che sono componenti analogici in grado di memorizzare una varietà di numeri.
Secondo il professor Ferrante Neri dell’Università di Surrey, i memristor sono un tipo di calcolo “ispirato alla natura” che imita la funzione cerebrale. “I memristor interconnessi possono formare una rete simile a un cervello biologico“, ha detto.
Per quanto riguarda il futuro dei chip che utilizzano questa tecnologia, si è mostrato cautamente ottimista: “Questi progressi suggeriscono che potremmo essere sull’orlo di assistere all’emergere di chip simili a cervelli nel prossimo futuro“.
“Utilizzare questi componenti rende il nuovo chip più efficiente dal punto di vista energetico, ma il nuovo chip ha anche elementi digitali“, afferma il rapporto.
Tuttavia, Neri ha notato che creare un computer basato su memristor non è un compito facile e che ci saranno molte sfide da affrontare per l’adozione generale, come i costi elevati dei materiali e i processi di produzione complessi.
Molti telefoni ora dispongono di chip di intelligenza artificiale a bordo per aiutare in attività come l’elaborazione delle foto. Ad esempio, l’iPhone ha un chip con un “motore neurale”. In futuro, IBM spera che i chip nei telefoni e nelle auto possano essere più efficienti, promettendo una durata della batteria più lunga e nuove applicazioni.
Integrazione con gli attuali chip
L’obiettivo del chip non è competere con i microprocessori convenzionali attuali, ma piuttosto integrarli. Secondo Modha, mentre le attuali macchine von Neumann sono buone nel manipolare grandi numeri e nell’effettuare elaborazioni computazionali intense, non sono perfette per risolvere problemi legati a sensori e movimenti. Ed è qui che entrano in gioco questi computer cognitivi, in quanto sono capaci di elaborare immagini, suoni e altri dati sensoriali.
- Le macchine von Neumann si riferiscono ai computer moderni che seguono questa architettura, in cui la CPU (Central Processing Unit) esegue sequenzialmente istruzioni prelevate dalla memoria. Questo approccio è efficace per molte applicazioni, ma può essere meno efficiente per alcune attività specifiche, come l’elaborazione di grandi quantità di dati in parallelo o l’analisi di modelli complessi.
Il processore potrebbe essere in grado di riconoscere, ad esempio, che una donna in un video sta prendendo una borsa o di controllare un robot che infila una mano in una tasca e estrae una moneta da 10 centesimi. Nonostante il tipo di lavoro per cui è progettato, il chip consuma solo una piccola quantità di elettricità.
Il chip è il risultato del programma Systems of Neuromorphic Adaptive Plastic Scalable Electronics (SyNAPSE), che ha ricevuto finanziamenti per un totale di 53 milioni di dollari dal 2008 da parte dell’agenzia per i progetti di ricerca avanzata della difesa (DARPA) del Pentagono. DARPA è molto attiva in progetti atti a migliorare gli usi della AI, ne abbiamo già parlato in questo articolo.
Questi chip potrebbero anche ridurre l’acqua necessaria per raffreddare i data center avidi di energia. I data center richiedono enormi quantità di elettricità per il loro funzionamento: una grande struttura consuma tanta elettricità quanto una città di medie dimensioni.
Il professore di IT presso l’Università di Bath, James Davenport, ha dichiarato che le scoperte di IBM sono “potenzialmente interessanti“, ma ha avvertito che il chip non è una soluzione “facile da usare” per il problema, bensì più simile a “un possibile primo passo“.
