La recherche s'efforce depuis longtemps de mettre au point des ordinateurs capables de fonctionner avec la même efficacité énergétique que notre cerveau. Une étude, menée par des chercheurs de l'université de Göteborg, a réussi pour la première fois à combiner une fonction de mémoire et une fonction de calcul dans le même composant. Cette découverte ouvre la voie à des technologies plus efficaces. Des technologies plus efficaces comme les téléphones portables ou les voitures à conduite autonome.
Ces dernières années, les ordinateurs sont devenus capables de s'attaquer à des tâches cognitives avancées, comme la reconnaissance du langage et des images ou l'affichage de compétences surhumaines aux échecs. C'est en grande partie grâce à l'intelligence artificielle (IA). Dans le même temps, le cerveau humain reste inégalé dans sa capacité. Surtout dans les capacités à effectuer des tâches de manière efficace et économe en énergie.
Une percée importante dans le domaine des ordinateurs
En collaboration avec une équipe de recherche de l'université de Tohoko, Johan Åkerman a dirigé une étude qui a permis de franchir une étape importante dans la réalisation de cet objectif. Dans l'étude, les chercheurs ont réussi pour la première fois à relier les deux principaux outils de calcul avancé : les réseaux d'oscillateurs et les memristors.
Åkerman décrit les oscillateurs comme des circuits oscillants capables d'effectuer des calculs et comparables aux cellules nerveuses humaines. Les memristors sont des résistances programmables qui peuvent également effectuer des calculs et qui ont une mémoire intégrée. Ils sont donc comparables aux cellules de mémoire. L'intégration de ces deux éléments constitue une avancée majeure pour les chercheurs.
“C'est une avancée importante, car nous montrons qu'il est possible de combiner une fonction de mémoire et une fonction de calcul dans le même composant. Ces composants fonctionnent davantage comme les réseaux neuronaux éco-énergétiques du cerveau. Ce qui leur permet de devenir d'importants éléments constitutifs des futurs ordinateurs, plus semblables au cerveau.”
Des technologies à haut rendement énergétique
Selon Johan Åkerman, cette découverte permettra la mise au point de technologies plus rapides, plus faciles à utiliser. Des technologies qui seront également moins gourmandes en énergie dans de nombreux domaines. Il estime que le fait que l'équipe de recherche ait réussi à produire les composants dans un espace extrêmement réduit constitue un avantage considérable. Ainsi, des centaines de composants peuvent par exemple tenir dans une surface équivalente à une seule bactérie. Cela peut être particulièrement important pour les petites applications comme les téléphones portables.
“Des calculs plus efficaces sur le plan énergétique pourraient déboucher sur de nouvelles fonctionnalités dans les téléphones mobiles. Les assistants numériques comme Siri ou Google en sont un exemple. Aujourd'hui, tous les traitements sont effectués par des serveurs. Les calculs nécessitent effectivement trop d'énergie pour la petite taille d'un téléphone. Si les calculs pouvaient au contraire être effectués localement, sur le téléphone lui-même, ils pourraient être réalisés plus rapidement et plus facilement. Ce, sans qu'il soit nécessaire de se connecter à des serveurs.”
Il cite les voitures à conduite autonome et les drones comme d'autres exemples où des calculs plus efficaces sur le plan énergétique pourraient favoriser les développements.
“Plus les calculs cognitifs peuvent être effectués de manière économe en énergie, plus les applications deviennent possibles. C'est pourquoi notre étude a vraiment le potentiel de faire avancer le domaine.”
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