Les voies neurales inspirent des percées informatiques
Les appareils électroniques acquièrent de plus en plus d’intelligence afin de répondre à un large éventail d’applications d’intelligence artificielle (IA). Cela implique d’y intégrer toujours plus d’intelligence et de puissance de calcul, tout en veillant à ce que ces appareils restent compacts et économes en énergie. «Bien que différentes options technologiques aient été étudiées dans le passé, aucune n’a démontré une efficacité de traitement comparable à celle du cerveau humain», explique le coordinateur du projet TEMPO, Björn Debaillie, de imec en Belgique. «Dans le cadre de ce projet, nous avons voulu nous éloigner de l’architecture informatique classique et imiter la structure et les fonctions du cerveau humain dans du matériel à semi-conducteurs.»
Technologies matérielles neuromorphiques
L’objectif du projet TEMPO était donc de développer des technologies matérielles neuromorphiques, basées sur les structures, les processus et les capacités des cerveaux biologiques. L’équipe du projet souhaitait également élargir le déploiement du matériel neuromorphique à diverses applications. «Des solutions matérielles innovantes sont essentielles pour soutenir la migration du traitement de l’IA du nuage vers la périphérie, afin d’améliorer les performances, le service, la fiabilité et la sécurité», affirme Björn Debaillie. «Pour y parvenir, nous avons élaboré des critères de référence et des feuilles de route afin d’appuyer l’évaluation de technologies émergentes. Nous nous sommes également penchés sur l’optimisation de l’infrastructure européenne pour la fabrication de puces neuromorphiques.» Afin de garantir des solutions viables pour l’industrie, les principaux acteurs industriels de l’ensemble de la chaîne de valeur ont été impliqués dans le projet. Une collaboration ouverte a été mise en place au sein du consortium afin de tirer parti de l’expertise la plus avancée ainsi que des infrastructures de recherche et de fabrication de semi-conducteurs. «L’un des axes de notre recherche a été l’amélioration des technologies de mémoire émergentes, afin de parvenir à un traitement des données à la fois puissant et efficace», fait remarquer Björn Debaillie. «Nous avons également exploré l’ensemble du paysage technologique neuromorphique, couvrant un large éventail de niveaux de maturité prêts pour la production.» Différents algorithmes ont été comparés et leur applicabilité potentielle a été évaluée et validée dans quatre domaines d’application clés: la santé intelligente, l’électronique intelligente, l’industrie intelligente et la mobilité intelligente.
Fabrication harmonisée des semi-conducteurs
Ces travaux ont contribué à jeter les bases d’un transfert de l’IA du nuage vers les appareils intelligents. Les résultats du projet ont été publiés dans plus de 100 articles scientifiques et ont permis de concevoir 11 démonstrations de faisabilité dans les quatre domaines d’application ciblés. Des avancées majeures ont également été réalisées dans l’optimisation des technologies de mémoire émergentes, prêtes à être mises en œuvre dans le matériel neuromorphique. «Les comparaisons entre les différentes technologies, architectures et approches ont été regroupées dans un référentiel global», explique Björn Debaillie. «Cela permettra de faire des choix technologiques éclairés tout au long du cycle de développement et de la chaîne de valeur.» L’équipe du projet TEMPO a également élaboré des mécanismes visant à harmoniser la fabrication des semi-conducteurs. «Cela permettra de créer des centres d’excellence en matière d’expertise et d’infrastructure, d’améliorer la complémentarité de la fabrication et de renforcer l’offre de semi-conducteurs de l’Europe», ajoute Björn Debaillie.
Avantages des technologies matérielles neuromorphiques
Les technologies matérielles neuromorphiques mises au point dans le cadre de TEMPO pourraient apporter des avantages au quotidien. «Les appareils intelligents proposeront davantage d’applications et de services, avec de meilleures performances, une meilleure sécurité et une plus grande sûreté, car les données peuvent être traitées localement dans l’appareil», souligne Björn Debaillie. Les travaux de TEMPO ont été poursuivis dans le cadre de projets de recherche collaborative tels que ANDANTE et ont été repris par des PME innovantes et des pionniers de l’industrie. En couvrant l’ensemble de la chaîne de valeur, des technologies aux applications, le projet a joué un rôle déterminant dans le renforcement de la position de l’Europe en matière d’informatique de pointe. En effet, les résultats devraient également encourager d’autres activités de recherche. «L’adoption de ces technologies par le marché évolue progressivement», observe Björn Debaillie. «Cette tendance est clairement visible, car le terme “edge AI” (IA en périphérie) gagne en importance et l’informatique neuromorphique est considérée comme la clé de sa mise en œuvre.»
Mots‑clés
TEMPO, informatique, biologique, cerveaux, neuromorphique, semi-conducteurs, algorithmes
