Des puces imprécises mais plus performantes !

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CSEM - puce
© D.R.

Un compromis sur la précision de calcul rendrait les processeurs plus petits, plus rapides et moins énergivores. C’est le principe des puces probabilistiques inventées à la Rice University. Les chercheurs viennent d’en confirmer le potentiel d’application dans le traitement audio et vidéo.

Ce pourrait être considéré comme une hérésie dans l'industrie électronique. Les puces probabilistiques, qui viennent d'être présentées par un groupe de chercheurs américains, singapouriens et suisses, ont été spécialement conçues pour réduire la précision de calcul. En contrepartie, elles sont plus petites, plus rapides et moins énergivores que les puces actuelles fondées sur la perfection de calcul. Selon les chercheurs impliqués dans ce développement, une tolérance de 8% d'erreurs de calcul les rendrait 15 fois plus performantes, sans pour autant affecter notre perception du réultat !

Depuis 50 ans, l'industrie électronique a fondé son développement sur la recherche de la précision de traitement. "Cette démarche est nécessaire dans le calcul scientifique. Mais pas dans le traitement de phénomènes physiques que nous percevons comme le son, l'image ou la vidéo", estime Christian Piguet, responsable du programme systèmes sur puce au CSEM (Centre suisse d'électronique et de microtechniques), à Neuchâtel. "Dans ces applications, on peut tolérer des erreurs de calcul sans que cela affecte notre perception du résultat."

D'où l'idée de retirer du circuit intégré les éléments qui assurent la précision de traitement. Plus la marge d'erreurs tolérées est importante, et plus la puce est petite, plus rapide et plus sobre en énergie.

Un logiciel de CAO développé pour la circonstance

Lancées en 2003 par le professeur Krishna Palem à la Rice University, à Houston (Texas), les recherches sur ce concept pour le moins étonnant associent aujourd'hui trois partenaires : University of California, à Berkeley, Nanyang Technological University, à Singapour, et le CSEM, à Neuchâtel (Suisse).  La série de puces prototypes a été d'ailleurs conçue et fabriquée au CSEM. "Nous voulions savoir jusqu'à quel taux d'erreurs nous pouvions aller sans affecter notre perception du résultat, confie Christian Piguet. Nous avons testé les puces dans une application de traitement d'images."

Un logiciel de CAO a été spécialement développé pour la conception de ces puces en fonction des taux d'erreurs tolérés. Les prototypes créés jusqu'ici se réduisent à l'unité arithmétique, cœur des puces de traitement. La prochaine étape est de réaliser des circuits complets de traitement comprenant mémoire, interfaces de communication, etc. Les premières applications sont attendues en 2013 dans les prothèses auditives et les tablettes à bas coût.

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