CHINA EM FOCO

China cria chip ultraveloz baseado em luz para realizar tarefas de inteligência artificial

Em meio à disputa tecnológica com os EUA, cientistas chineses produzem chip para IA 3 mil vezes mais rápido do que os similares de alto desempenho, que em breve será usado em dispositivos vestíveis, carros elétricos ou fábricas inteligentes

Créditos: Universidade de Tsinghua - Um diagrama esquemático do chip desenvolvido na Universidade Tsinghua
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  • O chip baseado em luz só pode realizar tarefas selecionadas no momento, como reconhecimento de imagem, mas pode operar muito mais rapidamente do que os produtos atuais no mercado.
     
  • A China corre para alcançar os Estados Unidos na vanguarda pela inteligência artificial depois de ter sido negado o acesso a algumas peças-chave de tecnologia.

Cientistas chineses produziram um chip que é significativamente mais rápido e eficiente em termos de energia do que os chips de inteligência artificial (IA) de alto desempenho atuais quando se trata de realizar algumas tarefas, como reconhecimento de imagem e direção autônoma, de acordo com um novo estudo.

Embora o novo chip não possa substituir imediatamente aqueles usados em dispositivos como computadores ou smartphones, ele poderá em breve ser usado em dispositivos vestíveis, carros elétricos ou fábricas inteligentes e ajudar a impulsionar a competitividade da China na aplicação em massa da inteligência artificial.

Os pesquisadores que desenvolveram o novo chip publicaram artigo na revista Nature no último dia 25 de outubro.

Corrida tecnológica

Pequim corre para alcançar os Estados Unidos na vanguarda da IA depois que Washington impôs uma série de restrições ao acesso da China à tecnologia, incluindo chips avançados.

O novo chip, conhecido como All-Analog Chip Combining Electronics and Light (ACCEL), é baseado em luz e usa fótons, um tipo de partícula elementar, para computação e transmissão de informações, a fim de alcançar uma velocidade de computação mais rápida.

A ideia de um chip baseado em luz não é nova, mas os chips atualmente em uso dependem da corrente elétrica para o cálculo, porque os fótons são mais desafiadores de controlar.

Em um teste de laboratório, o novo chip atingiu uma velocidade de computação de 4,6 petaflops (operações de ponto flutuante por segundo em peta), 3 mil vezes mais rápido do que um dos chips de IA comerciais mais amplamente usados, o Nvidia A100. Os pesquisadores descobriram que o chip chinês também consome 4 milhões de vezes menos energia.

O A100 está sujeito a sanções dos Estados Unidos em relação à China e, juntamente com outros chips de IA avançados, é produzido com máquinas de litografia avançadas às quais a China não tem acesso.

O novo chip foi construído pela Semiconductor Manufacturing International Corporation da China usando um processo de fabricação de transistores barato de 20 anos atrás.

Inovação tecnológica

"O desempenho [do chip] poderia ser ainda mais otimizado por meio de melhorias no processo de construção ou pela adoção de processos de fabricação mais caros abaixo de 100 nanômetros", escreveu a equipe de pesquisa dos departamentos de automação e engenharia eletrônica da Universidade Tsinghua no artigo publicado na Nature.

Diferentemente dos chips semicondutores, os chips fotônicos usam as propriedades físicas intrínsecas da luz, substituindo transistores por ultramicroscópios e sinais elétricos por sinais de luz.

Artigo publicado no site da Tsinghua nesta terça-feira (31) pontua:

A implantação de sistemas de computação fotônica costumava ser um desafio devido ao projeto estrutural complicado e à vulnerabilidade a ruídos e erros do sistema. A equipe introduziu de forma inovadora uma estrutura de computação que combina a computação fotônica e eletrônica analógica.

Baixo consumo de energia

A Tsinghua também afirmou que o uso de sinais de luz aumenta significativamente a eficiência energética e "a energia necessária para operar os chips existentes por uma hora poderia alimentar o ACCEL por mais de 500 anos".

Seu baixo consumo de energia também pode ajudar a superar o problema da dissipação de calor, que atualmente representa uma barreira significativa para a miniaturização adicional de circuitos integrados.

No entanto, a arquitetura de computação analógica do chip limita sua aplicação à resolução de problemas específicos, e ele não pode executar diversos programas ou comprimir arquivos como os chips de computação geral em smartphones.

As tarefas que ele pode executar incluem reconhecimento de imagem em alta resolução, cálculos em baixa luz e identificação de tráfego, de acordo com o site da Tsinghua.

Ele também possui certas vantagens quando se trata de tarefas de visão de IA, porque a luz passiva do ambiente carrega informações por si só, permitindo que ele faça cálculos diretamente durante o processo de sensoriamento.

O projeto foi financiado pelo Programa Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento em Tecnologias-Chave do Ministério da Ciência da China e pela Fundação Nacional de Ciência Natural da China.

Sem data para entrar no mercado

A MakeSens, uma empresa de design de chips com sede em Pequim, cofundada por um dos pesquisadores envolvidos no projeto, também participou do desenvolvimento do chip. A empresa lançou um chip de baixo consumo de energia usando computação analógica em maio deste ano.

Segundo a Tsinghua, Dai Qionghai, um dos líderes da equipe de pesquisa, afirmou:

Desenvolver uma nova arquitetura de computação para a era da IA é uma conquista de destaque. No entanto, o desafio mais importante é trazer essa nova arquitetura para aplicações práticas, resolvendo grandes necessidades nacionais e públicas, o que é nossa responsabilidade.

A equipe de pesquisa ainda não respondeu a perguntas sobre as perspectivas comerciais do chip.

Com informações do SCMP