Les progrès technologiques permettent de réutiliser l’informatique analogique
Nous vivons dans un monde analogique dominé par le traitement numérique. Les processeurs numériques traditionnels ont du mal à fournir les performances nécessaires avec une consommation d'énergie suffisamment faible et des ressources mémoire suffisantes.. Maintenant que les applications de l’intelligence artificielle et du deep learning sont progressivement appliquées dans divers domaines, le besoin de meilleures performances et d’une consommation d’énergie réduite devient de plus en plus important. Sous le développement et les besoins d'une telle époque, l'informatique analogique pourrait être la clé de l'innovation en matière d'intelligence artificielle.
Qu'est-ce que l'informatique analogique?
La première chose à comprendre est que l’informatique analogique n’est pas nouvelle, c'est venu avant les circuits électroniques. En informatique, le concept d'instinct a à voir avec “Nombres”. La plupart des ordinateurs et fonctions informatiques actuels sont mis en œuvre à l’aide d’une logique numérique à usage général., unités logiques arithmétiques spécialisées (bien), ou des moteurs de calcul spécialisés. Mais dans la première moitié du XXe siècle, avant que le traitement numérique et les ordinateurs ne deviennent monnaie courante, ordinateurs analogiques ont été utilisés pour effectuer des calculs.
Les principales raisons du remplacement des ordinateurs analogiques par des ordinateurs numériques sont les suivantes: D'abord, le processus et l'équipement des premiers ordinateurs analogiques étaient instables. Le calcul analogique est un signal continu, qui est facilement perturbé par le bruit, ce qui conduit au problème d'une précision insuffisante., la plupart des calculs analogiques sont en mémoire, mais il est difficile d'obtenir un stockage efficace, ce qui est aussi la raison qui restreint son évolution technologique.
Maintenant que la loi de Moore a atteint sa limite, la consommation de chaleur et d’énergie de l’informatique numérique sur une puce composée de milliards de transistors est énorme. Dans l’ère post-Moore, l'amélioration de l'efficacité apportée par l'évolution des processus s'est progressivement révélée incapable de répondre aux besoins du système. L'innovation architecturale est déjà nécessaire, notamment pour les innovations d'architecture informatique dans des domaines spécifiques. Le calcul de simulation a donc recommencé à être exploré par l'industrie.
Alors pourquoi revisiter l’informatique analogique maintenant?
À mesure que le processus devient stable et fiable, il peut déjà supporter la réalisation de calculs de simulation avec une certaine précision. Un autre point est que même si l'informatique analogique n'est pas idéale pour le stockage, la capacité de stockage peut être augmentée grâce à l'innovation architecturale et à l'intégration avec le stockage numérique. Plus important, motivé par la demande des applications. Informatique de pointe, tels que les appareils miniaturisés fonctionnant sur batterie, nécessite de plus en plus une faible consommation d’énergie, tant en quantité qu’en qualité.
En fait, l'informatique analogique a toujours été prometteuse par rapport à l'informatique numérique. Une représentation analogique d'un système informatique est souvent plus naturelle car elle reflète directement la structure du système.. Dans certains cas, les ordinateurs analogiques sont plus rapides que les ordinateurs numériques. Parce qu'il peut résoudre plusieurs équations en même temps, alors qu'un ordinateur numérique résout une équation à la fois et ne donne que des résultats simultanés. En outre, l'informatique analogique ne nécessite pas de convertisseurs pour la conversion numérique-analogique, et les signaux de nombreux systèmes en temps réel peuvent être calculés simultanément.
L'informatique analogique présente deux avantages principaux: l'un est la vitesse, parce que le cœur de nos ordinateurs est analogique, et dans de nombreuses applications aujourd'hui, les ordinateurs numériques s'appuient sur une variété de capteurs. Certains d'entre eux peuvent être assez complexes et peuvent impliquer des calculs de simulation si nécessaire.. Les puces informatiques analogiques peuvent s'interfacer directement avec les capteurs et les actionneurs, éliminer le mouvement des données; et efficacité énergétique, avec des performances élevées et une faible latence, ce qui les rend adaptés aux centaines de milliers d'ajouts multipliés qui se produisent en parallèle lors des opérations arithmétiques vectorielles.
Quelles sont les principales applications de l'informatique analogique?
L’informatique analogique est bien adaptée aux besoins actuels en matière d’informatique de pointe en matière d’IA, en particulier pour les applications de réseaux neuronaux et de perception. Parce que les caractéristiques de tolérance aux pannes de ces deux domaines sont très fortes. La tolérance aux pannes peut être obtenue grâce à des algorithmes, afin que la conception conjointe du logiciel et du matériel puisse être réalisée avec le schéma de conception de circuit. Selon l'analyse des experts concernés, la technologie informatique à mémoire analogique peut être très adaptée aux tâches de perception TinyML à très faible consommation. Par exemple, découverte de mots-clés et mots de réveil visuels dans les applications informatiques de pointe.
L'informatique de pointe en réseau nécessite désormais une variété de caméras, lidars, sécurité et autres capteurs pour générer tellement de données qu'il est difficile d'intégrer un modèle de données aussi volumineux dans une puce. Dans l'informatique d'intelligence artificielle, les puces doivent souvent gérer un grand nombre d'opérations arithmétiques simples, qui eux-mêmes ont des milliards d'additions et de multiplications.
