A busca por alternativas mais sustentáveis no campo da Inteligência Artificial (IA) alcança um marco importante com uma inovação tecnológica que pode diminuir os requisitos de energia em processamentos de IA em mais de mil vezes. Pesquisadores da University of Minnesota Twin Cities, nos Estados Unidos, realizaram um estudo que culminou no desenvolvimento de uma Memória de Acesso Aleatório Computacional (CRAM), oferecendo um avanço considerável em relação às tecnologias atuais.
Esse progresso científico, descrito em um artigo publicado no periódico npj Computação Não Convencional, representa um grande passo para contornar o problema do alto consumo de energia no processamento de IA. Hoje, uma grande quantidade de eletricidade é gasta no constante deslocamento de informações entre a memória e as unidades de processamento lógico. Os pesquisadores, no entanto, encontraram uma maneira de processar dados inteiramente dentro das matrizes de memória, eliminando a necessidade de transferir informações e reduzindo drasticamente o uso de energia.
A CRAM desenvolvida diferencia-se de outras soluções de processamento na memória, como a tecnologia PIM da Samsung. Enquanto o modelo da Samsung ainda requer movimentação de dados, ainda que limitada, no novo modelo, os dados são processados onde são armazenados, ou seja, dentro das próprias células de memória. Isso é possível devido à integração de um substrato de computação spintrônica reconfigurável de alta densidade. Os testes da tecnologia mostraram um aumento significativo na eficiência energética e na velocidade de processamento.
Os resultados demonstram o potencial para economias de energia ainda mais expressivas. Exemplificando com a tarefa de classificação de dígitos manuscritos do MNIST, o CRAM provou ser 2.500 vezes mais eficiente em termos de energia e 1.700 vezes mais rápido que uma solução de processamento próxima à memória com tecnologia de 16 nm.
O impacto ambiental das cargas de trabalho de IA é crescente, tendo o consumo atingido a marca de 4,3 GW em 2023, equivalente ao uso de eletricidade de todo o Chipre no mesmo ano. A incorporação deste avanço tecnológico em sistemas de IA pode não só favorecer a eficiência energética mas também contribuir para a escalabilidade dessas tecnologias em diferentes segmentos da indústria.
Yang Lv, pesquisador de pós-doutorado e primeiro autor do estudo, junto à sua equipe, já deu entrada no pedido de várias patentes relacionadas à nova tecnologia. O próximo passo é a colaboração com líderes da indústria de semicondutores para levar a inovação além do laboratório, com a produção de hardwares que reforçarão o papel da IA como uma ferramenta viável e ecologicamente correta para o futuro.
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