La Chine veut créer des puces qui ajouteront l’IA à n’importe quel gadget : Thinker

Le boom de l’IA offre aux fabricants chinois de puces une chance de rattraper leur retard après des années à la traine.

Dans un bureau de l’Université Tsinghua à Pékin, une puce électronique est en train de récupérer les données d’un appareil photo voisin, à la recherche de visages stockés dans une base de données. Quelques secondes plus tard, la même puce, appelée Thinker, gère les commandes vocales en chinois. Thinker est conçu pour supporter les réseaux neuronaux. Mais ce qui est spécial, c’est le peu d’énergie qu’elle consomme – seulement 8 piles AA suffisent pour l’alimenter pendant un an.

Thinker peut adapter dynamiquement ses besoins de calcul et de mémoire aux besoins du logiciel en cours d’exécution. Ceci est important, car de nombreuses applications d’intelligence artificiellela reconnaissance d’objets dans les images ou la compréhension de la parole humaine – requièrent une combinaison de différents types de réseaux neuronaux avec différents nombres de couches.

En décembre 2017, un article décrivant la conception de Thinker a été publié dans le Journal of Solid-State Circuits de l’IEEE, un journal de pointe en conception de matériel informatique. Pour la communauté chinoise de la recherche, ce fut une réalisation couronnée de succès.

La puce n’est qu’un exemple d’une tendance importante qui balaie le secteur technologique chinois. L’industrie des semi-conducteurs du pays voit une occasion unique de s’imposer dans la vague actuelle d’engouement pour le matériel optimisé pour l’IA. Les puces informatiques sont la clé du succès de l’IA, c’est pourquoi la Chine doit développer sa propre industrie du matériel pour devenir une véritable force dans la technologie (voir  » Le réveil de l’IA chinois « ).

« Comparé à la façon dont la Chine a réagi aux révolutions précédentes dans les technologies de l’information, la vitesse à laquelle la Chine suit la tendance actuelle [l’AI] est la plus rapide « , dit Shouyi Yin, vice-directeur de l‘Institute of Microelectronics de l’Université de Tsinghua et auteur principal du papier Thinker, se référant à l’effort de conception des processeurs de réseauc neuronaux en Chine.

Même si la Chine est devenue un centre de fabrication de panneaux solaires et de téléphones intelligents, l’industrie des semi-conducteurs du pays est loin derrière celle des États-Unis. Entre janvier et septembre 2017, la Chine a dépensé 182,8 milliards de dollars pour importer des circuits intégrés, soit une augmentation de 13,5 % par rapport à l’année précédente, selon la China Semiconductor Industry Association. D’importantes sociétés technologiques américaines, dont Google et Intel, ainsi que quelques startups, développent des puces pour des applications d’intelligence artificielle.

Dans un plan d’action triennal pour le développement de l’IA, publié par le ministère chinois de l’Industrie et des Technologies de l’information en décembre 2017, le gouvernement s’est fixé comme objectif de pouvoir produire en masse des puces de traitement de réseaux neuronaux d’ici 2020.


Un schéma montre les différents éléments d’une puce appelée Thinker, développée à l’Université Tsinghua de Pékin.
FOURNI PAR SHOUYI YIN, INSTITUT UNIVERSITAIRE DE MICROÉLECTRONIQUE DE TSINGHUA

Bien qu’il soit possible de faire fonctionner un logiciel d’IA en utilisant des puces existantes telles que les puissantes puces graphiques ou FPGAs (une sorte de puce vierge qui peut être reconfigurée à la volée), ces conceptions sont coûteuses et ne se prêtent pas à de petits appareils qui utilisent des batteries. C’est pourquoi l’équipe de Yin à Tsinghua a développé Thinker.

Thinker peut être intégré dans une large gamme d’appareils, tels que des smartphones, des montres, des robots domestiques ou de l’équipement stationné dans des régions éloignées. L’équipe de Yin prévoit de lancer le premier produit équipé de Thinker en mars prochain.

Des projets similaires sont en cours ailleurs en Chine. Fin janvier, une équipe de recherche de l’Institut de technologie informatique (ICT) de l’Académie chinoise des sciences va demander à un fabricant local de semi-conducteurs de produire un petit lot de puces pour les robots. La puce, appelée Dadu, possède deux noyaux, l’un pour les réseaux neuronaux et l’autre pour le contrôle du mouvement. Le noyau neuronal exécute les algorithmes pour la vision mais permet aussi au noyau de mouvement de planifier le chemin optimal pour atteindre une destination ou le meilleur mouvement pour attraper un objet.

Yinhe Han, directeur du Cyber Computing Lab de l’institut et responsable du projet des puces robotisées, envisage une multitude d’applications, dont des robots qui font du café et des drones contrôlés par des gestes de la main. « L’avantage de développer un système comme celui-ci en Chine, dit-il, est la grande base d’utilisateurs, ce qui accélère la mise à jour de la conception des puces basée sur l’expérience utilisateur. »

La Chine a essayé, et a échoué, de secouer l’industrie des puces auparavant. En 2001, l’ICT a réuni une équipe pour développer des processeurs de bureau. Cette équipe est devenue le noyau d’un fabricant de puces chinois nommé Loongson, mais les produits de l’entreprise ne sont jamais devenus aussi largement utilisés que les fondateurs l’auraient souhaité.

L’industrie chinoise des circuits intégrés a connu une croissance rapide, représentant 58 % de la croissance mondiale du marché des circuits intégrés entre 2000 et 2016. Mais en 2016, la part de la Chine dans les capacités mondiales de fabrication de semi-conducteurs n’était encore que de 14,2 %, selon PwC. Dans le cadre d’une politique manufacturière annoncée par le gouvernement central en 2015, intitulée Made in China 2025, la conception et la fabrication de puces électroniques ont été l’un des domaines clés dans lesquels le gouvernement a demandé une avancée.

Cependant, les startups chinoises se trouvent dans un environnement très différent de celui qui a donné naissance à Intel ou Nvidia. Dongrui Fan, président de SmarCo, une startup basée à Pékin qui conçoit une puce d’intelligence artificielle pour les centres de données qui traitent les séquences vidéo.

Mais les sociétés chinoises d’IA développent de plus en plus leur propre matériel.

« A l’avenir, les entreprises qui ne fabriquent que des puces pourraient être de moins en moins nombreuses « , explique Fengxiang Ma, directeur de la conception ASIC chez Horizon Robotics, une startup basée à Pékin qui se concentre sur l’application des techniques d’IA dans la conduite automobile et les caméras. En décembre 2017, Horizon a lancé deux puces de vision artificielle. Elles peuvent être utilisées pour permettre aux véhicules de reconnaître les piétons ou aider les centres commerciaux à trouver des modèles dans la circulation des visiteurs. Depuis sa fondation en 2015, l’entreprise compte plus de 300 employés.

M. Ma indique que Horizon Robotics n’est pas une société de fabrication de puces, mais elle conçoit les puces pour ses produits en interne afin d’améliorer les performances des produits et de réduire les coûts de production.

Pour l’instant, les chercheurs chinois ont de nombreux problèmes à résoudre: comment commercialiser leurs conceptions de puces, comment les mettre à l’échelle et comment naviguer dans un monde informatique transformé par l’IA. Mais ce qui ne manque pas, c’est l’ambition. « En tant que chercheurs sur les puces, nous avons tous des rêves « , dit Yinhe Han des TIC. « On va voir jusqu’où on peut aller. »

 

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