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L’ère de l’ordinateur neuromorphique approche
Par Laurent Delattre, publié le 29 avril 2024
Les SNL (Sandia National Laboratories), organe expérimental à missions multiples du département de l’énergie américain, viennent de s’équiper d’un supercalculateur neuromorphique élaboré par Intel. Une autre piste de recherche pour l’IA…
Il s’appelle Hala Point… C’est le nouveau système IA adopté par les Sandia National Laboratories américains. Sa particularité ? Il est équipé de processeurs neuromorphiques et ne consomme pas plus qu’un sèche-linge ou un four électrique !
Ces derniers temps, Intel parle beaucoup plus de ses GPU « Gaudi 3 » ou ses CPU « Xeon 6 » quand il s’agit d’évoquer les moteurs IA de nos datacenters. Pourtant, le fondeur travaille depuis longtemps sur une tout autre technologie : les processeurs neuromorphiques.
Le processeur neuromorphique est une puce visant à reproduire le fonctionnement du cerveau humain à l’aide de systèmes de neurones artificiels. Contrairement aux systèmes de neurones artificiels des architectures de Deep Learning artificiellement créés à l’aide de constructions logicielles animées par GPU ou CPU, les processeurs neuromorphiques implémentent des neurones certes artificiels mais physiques.
Fondamentalement, l’approche neuromorphique est radicalement différente de l’informatique conventionnelle. Elle s’inspire des circuits neuronaux biologiques qui excellent dans le traitement intelligent des données du monde réel avec une consommation d’énergie minimale. L’idée est dès lors de disposer d’une puce intrinsèquement adaptée au traitement de l’information tout comme peut l’être un cerveau et non d’une puce adaptée à n’importe quelle forme de calculs comme peut l’être un CPU.
L’an dernier, Intel introduisait le « Loihi 2 », sa deuxième génération de puce neuromorphique. Dix fois plus performante que la première génération, la puce Loihi 2 intègre 1 million de neurones artificiels et programmables (les neurones de loihi 1 ne l’étaient pas). La structure de ces neurones et des synapses qui les relient est également configurable sous Loihi 2.
La particularité d’une telle puce Loihi 2 est de se montrer 1000 fois moins consommatrice qu’un CPU programmé pour réaliser le même type d’opérations !
En octobre dernier, Intel avait dévoilé une carte mère « Kapoho Point » qui embarque de 4 à 8 processeurs Loihi 2. Chaque carte mère peut donc animer jusqu’à 8 millions de neurones. Mais chaque carte est également équipée d’un slot permettant d’y superposer une autre carte Kapoho Point. On peut ainsi assembler plusieurs cartes Kapoho Point les unes sur les autres pour former un gigantesque système neuromorphique.
Et c’est exactement ce qu’Intel vient de réaliser pour concevoir « Halo Point », le nouveau système IA des SNL. Ce dernier embarque 144 cartes Kapoho Point interconnectées soit un total de 1.152 puces Loihi 2. Le système complet forme un gigantesque réseau neuronal de 1,15 milliard de neurones et 128 milliards de synapses. Dit autrement, Halo Point est un ordinateur neuromorphique, un ordinateur qui mime le fonctionnement interne du cerveau humain.
Halo Point embarque 144 cartes Kapoho Point soit un total de 1.152 puces neuromorphiques Loihi 2 d’Intel.
Et pourtant, il ne consomme que 2500 Watts! Soit l’équivalent d’un sèche linge…
En terme de taille, on est encore loin du cerveau humain qui comporte environ 86 milliards de neurones et 10.000 milliards de synapses. En revanche les systèmes neuromorphiques devraient se révéler bien plus rapides.
Le système Halo Point est ainsi capable de réaliser 240 mille milliards d’opérations neuronales par seconde, 380 000 milliards d’opérations synaptiques par seconde ou 20 millions de milliards d’opérations 8 bits par seconde !
Le plus fort dans l’histoire : 1 seul Watt suffit à réaliser 15 mille milliards d’opérations.
Pour faire simple, selon Intel, le Halo Point peut traiter des informations 50 fois plus rapidement qu’un ordinateur classique tout en consommant 100 fois moins !
Halo Point reste une machine expérimentale.
Intel n’est pas le seul acteur à développer des puces neuromorphiques. IBM aussi s’intéresse au sujet. La firme a développé une puce dénommée TrueNorth elle aussi dotée d’un million de neurones numériques artificiels (et de 256 millions de synapses). La puce consomme 65 mW. IBM planche avec l’ICNS (International Center for Neuromorphic Systems) de Sydney en Australie sur l’élaboration d’une supermachine « DeepSouth » combinant des milliers de puces TrueNorth pour former un cerveau artificiel capable de réaliser 228 000 milliards d’opérations synaptiques.
Alors qu’Elon Musk prédit que nous ne produiront bientôt pas assez d’énergie dans le monde pour former les IA et que beaucoup s’interrogent sur les moyens de concevoir des “ChatGPT” et autres “Gemini” beaucoup moins énergivores, la piste des processeurs neuromorphiques est des plus prometteuses. Mais il va falloir y porter tous nos algorithmes et librairies IA actuelles. Ce qui ne se fera pas en claquant des doigts tant les architectures sont différentes. Mais c’est aussi toute la raison d’être de projets de recherche comme Hallo Point et DeepSouth.
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