L'ordinateur sans transistor de Microsoft résout des problèmes d'optimisation à la vitesse de la lumière
L'ordinateur sans transistor de Microsoft, basé sur la lumière, résoudrait des problèmes d'optimisation complexes à la vitesse de la lumière
et pourrait permettre de contourner la loi de Moore
Microsoft a récemment présenté les résultats d'une expérience interne visant à mettre au point un ordinateur à l'épreuve du temps qui serait en mesure de contourner la loi de Moore. Le système, appelé Analog Iterative Machine (AIM), est une machine optique analogique qui utilise des photons et des électrons pour résoudre directement des problèmes mathématiques complexes, sans nécessiter de transistors ni d'opérations de calcul de données au format binaire. Pour l'instant, la machine fait l'objet d'une licence pour une utilisation dans les institutions financières, afin de les aider à naviguer dans les données infiniment complexes qui y circulent.
Microsoft a publié fin juin un billet de blogue intitulé : "Déverrouiller l'avenir de l'informatique". Dedans, la firme de Redmond laisse entendre qu'elle se rapproche de plus en plus de la technologie de l'informatique photonique avec sa nouvelle machine itérative analogique (Analog Iterative Machine - AIM). L'AIM de Microsoft n'est pas exactement un ordinateur, du moins au sens traditionnel du terme. Il s'agit d'un nouveau type d'ordinateur optique analogique qui utilise des photons et des électrons pour traiter des données à valeur continue, contrairement aux ordinateurs numériques actuels qui s'appuient sur des transistors pour traiter des données binaires.
En d'autres termes, l'AIM n'est pas limité aux uns et aux zéros binaires auxquels est relégué l'ordinateur standard. Au contraire, il bénéficie de la liberté de l'ensemble du spectre lumineux pour traiter des données à valeur continue et résoudre des problèmes d'optimisation difficiles. Selon les chercheurs de Microsoft, l'AIM est construite à l'aide de technologies optoélectroniques de base qui sont peu coûteuses et évolutives. En outre, les chercheurs ajoutent que la nouvelle machine est basée sur une architecture de flux de données asynchrone qui ne nécessite pas d'échange de données entre les unités de stockage et les "emplacements de calcul".
L'AIM n'est cependant pas conçue pour des tâches informatiques générales. Elle est utile pour résoudre des problèmes d'optimisation difficiles (comme la célèbre énigme du voyageur de commerce) qui sont au cœur de nombreuses industries à forte intensité mathématique, notamment la finance, la logistique, les transports, l'énergie, la santé et l'industrie manufacturière. Selon les auteurs de l'étude, lorsqu'il s'agit de traiter toutes les combinaisons possibles d'un problème à croissance exponentielle, les ordinateurs numériques traditionnels peinent à fournir une solution "en temps voulu, de manière efficace sur le plan énergétique et rentable".
En outre, Microsoft ajoute que l'AIM a été conçue pour répondre à deux tendances simultanées qui consistent à contourner la fin de la loi de Moore et à surmonter les limites des machines spécialisées conçues pour résoudre les problèmes d'optimisation. « L'AIM répond à deux tendances simultanées. Tout d'abord, elle aide à éviter la diminution de la croissance de la capacité de calcul par dollar dans les puces numériques (ou l'effondrement de la loi de Moore). Deuxièmement, il surmonte les limites des machines spécialisées conçues pour résoudre les problèmes d'optimisation », ont écrit les chercheurs de Microsoft dans leur billet de blogue.
La loi de Moore est une loi empirique qui se rapporte à l'évolution de la puissance de calcul des ordinateurs et de la complexité du matériel informatique. Elle stipule que le nombre de transistors incorporés dans une puce de circuit intégré densément peuplée double environ tous les deux ans, se rapproche rapidement de ce qui est considéré comme des obstacles insurmontables. Autrement dit, puisque de plus en plus de transistors sont entassés dans une zone limitée, les ingénieurs manquent d'espace. L'auteur de cette loi empirique est Gordon Moore, cofondateur et emblématique dirigeant d'Intel. Il est décédé le 24 mars dernier à l'âge de 94 ans.
« Le problème, c'est qu'une fois ce point d'inflexion passé, il devient beaucoup plus difficile de maintenir ce type de croissance. Comme nous avions déjà travaillé sur le stockage optique et les réseaux, il était logique de passer à l'informatique optique, même si c'est le problème le plus difficile à résoudre. Il ne s'agit pas d'un ordinateur à usage général. Mais il est très utile pour accélérer les applications où ces opérations mathématiques - l'algèbre linéaire et l'algèbre non linéaire - sont les principaux goulets d'étranglement opérationnels », explique Hitesh Ballani, l'un des autres chercheurs de Microsoft travaillant sur l'ordinateur optique.
Depuis l'apparition de la loi de Moore, il y a maintenant 58 ans, l’évolution des circuits intégrés a suivi ses prévisions. Mais la loi a désormais atteint à ses limites. Selon les experts, lorsqu'elle ne fonctionnera plus, l’industrie des puces se retrouverait ralentie et cela aura des répercussions sur les progrès technologiques, notamment des technologies comme l’IA. Comme certains le soupçonnent, la loi a déjà pris fin et nous sommes en train de fonctionner avec les vapeurs du plus grand moteur technologique de notre temps. D'autres estiment qu'elle atteindra sa fin de vie en 2025, soit exactement 70 ans après qu'elle a été énoncée par son auteur.
Mais Microsoft laisse entendre que l'AIM pourrait contourner la loi de Moore. Essentiellement, l'AIM fait en sorte que la soi-disant loi de Moore ressemble davantage à des lignes directrices. L'AIM fonctionne à la vitesse de la lumière et semble offrir des performances 100 fois supérieures à celles des approches numériques les plus avancées disponibles aujourd'hui. Pour l'instant, l'AIM est encore un projet de recherche dont l'accès est limité aux clients potentiels. Toutefois, Microsoft a annoncé que la machine est déjà testée par la société financière britannique Barclays, qui l'utilise pour suivre les transactions d'argent dans les achats d'actions.
« Bien qu'opérant actuellement à une échelle limitée, les premiers résultats sont prometteurs et l'équipe a commencé à intensifier ses efforts. Il s'agit notamment d'une collaboration de recherche avec la banque britannique Barclays pour résoudre un problème d'optimisation essentiel pour les marchés financiers sur l'ordinateur AIM », indique le billet de blogue de Microsoft. Un service basé sur le cloud qui simule l'algorithme AIM sur un "GPU de performance" sera bientôt disponible. En juin, l'équipe a lancé un service en ligne qui fournit un simulateur AIM pour permettre aux partenaires d'explorer les possibilités créées par ce nouveau type d'ordinateur.
Source : Microsoft (1, 2)
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