L’avenir du PC, les systèmes neuromorphiques

La technologie informatique progresse mais, elle a encore un long, très long chemin à parcourir avant d’espérer être capable de concurrencer le fonctionnement incroyable d’un cerveau. Cependant les études avancent comme en témoigne les récents travaux d’une équipe de chercheur de Standord.

Un supercalculateur est encore très archaïque devant le fonctionnement d’un cerveau. Si le premier réclame des millions de watts pour simuler des millions de neurones, un cerveau est un condensé d’optimisations. Il est capable de faire fonctionner une centaine de milliards de neurones avec seulement 20 Watts,. L’efficacité bioénergétique est donc d’une toute autre nature et il est inimaginable de l’approcher dans un avenir proche. Cela n’empêche pas les études de mettre aux points des systèmes s’inspirant du fonctionnement d’un cerveau.

L’avenir de l’informatique, des “Neurocores” sur des “Neurogrid”.

Une équipe de cherches de l’université de Stanford a réussi à simuler 1 million de neurones et des milliards de connexions synaptiques sur une unique carte électronique de la taille d’un iPad. Cette dernière dispose pour cela de 16 processeurs maison, nommés des Neurocores (65.536 neurones chacun). Ils sont disposés selon une configuration géométrique bien particulière.

Ils forment un motif en arbre et s’exploitent au travers d’une « Neurogrid », un PCB particulier permettant le partage des circuits matériels afin d’optimiser la consommation électrique . Le but est de proposer une puissance de calcul à la hauteur d’un supercalculateur sur une simple carte.

Selon Kwabena Boahen, professeur agrégé de bio-ingénierie à Stanford, l’équipe de chercheurs à l’origine de cette découverte a prouvé que cette invention est viable et que marché des « Neurogrid » va trouver son expansion dans la robotique à la recherche de solutions capables d’assurer une locomotion autonome.

Dans son article, Boahen note qu’une Neurogrid est environ 100 000 fois plus économe qu’un classique PC simulant la même quantité de neurone. Pourtant toute reste à faire car, une Neurogrid est un gouffre énergétique gargantuesque  face à un cerveau.

 Il explique

Le cerveau humain, avec 80.000 fois plus de neurones qu’une Neurogrid, il ne consomme que trois fois plus de puissance […] Atteindre ce niveau d’efficacité énergétique est le défi ultime pour les ingénieurs. 

Le prototype de PCB stimulant un million de neurones coute environ 28 850 € et toute la partie logicielle reste encore à développer. Kwabena Boahen estime que des réductions de coûts spectaculaires sont possibles. Les puces ont été faites en utilisant des technologies de fabrication agées de 15 ans. En optant pour des procédés de fabrication modernes et en passant à une fabrication en volume, il serait possible d’abaisser les couts d’un facteur 100.