Chip com IA combina processamento local independente e eficiência energética
Por Gustavo Minari • Editado por Douglas Ciriaco |
Engenheiros do Center for Electronics and Microtechnology (CSEM), na Suíça, desenvolveram um system-on-chip que executa operações de inteligência artificial (IA) localmente e pode funcionar com uma pequena bateria ou uma célula solar, sem depender de aplicações na nuvem.
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Outra vantagem desse sistema é que ele é totalmente modular e pode ser adaptado para qualquer tipo de aplicação que dependa de sinais em tempo real e de processamento avançado para reconhecimento de imagens, como em dispositivos que trabalham com verificação de dados confidenciais.
“Nosso sistema funciona basicamente da mesma maneira, independentemente do aplicativo. Só temos que reconfigurar as várias camadas de nosso mecanismo de rede neural convolucional para adaptar todos os parâmetros necessários em cada equipamento", diz a responsável pela pesquisa no CSEM, Stéphane Emery.
Aceleradores
A principal característica do circuito criado pelos pesquisadores é que ele funciona por meio de uma arquitetura de processamento de sinal que minimiza a quantidade de energia necessária. Um chip ASIC com um processador RISC-V e dois aceleradores de aprendizagem de máquina fazem todo o trabalho.
Um dos aceleradores é usado para a detecção de imagens gerais de rostos, enquanto o outro fica encarregado da classificação dos dados. O primeiro consiste em um mecanismo de decisão binária, utilizado para realizar tarefas mais simples e ordinárias. Já o segundo, funciona com um motor de rede neural que pode efetuar trabalhos mais complexos, como reconhecer rostos individuais ou detectar palavras específicas.
“Quando nosso sistema é usado em aplicativos de reconhecimento facial, por exemplo, o primeiro acelerador responderá a perguntas preliminares como: Há pessoas nas imagens? E se houver, seus rostos estão visíveis? Se for usado em reconhecimento de voz, o primeiro acelerador determinará se há ruído e se esse ruído corresponde a vozes humanas. Mas ele não consegue distinguir vozes ou palavras específicas, e é aí que entra o segundo acelerador", explica Emery.
Adaptáveis
A divisão de tarefas em dois aceleradores para processar os dados reduz drasticamente a quantidade de energia necessária para abastecer o sistema. Isso faz com que essa abordagem possa ser aplicada em uma variedade muito maior de dispositivos móveis sem comprometer o uso da bateria de forma significativa.
Quando estiver em uso, esse sistema pode ajudar na criação de uma geração totalmente nova de equipamentos eletrônicos com processadores capazes de funcionar de forma independente por mais de um ano. Esses dispositivos também poderão ser utilizados em locais onde seja difícil encontrar uma tomada ou trocar baterias.
“Tecnololgias baseadas em IA geralmente requerem muita energia e, na maioria dos casos, devem estar permanentemente conectadas à nuvem, levantando questões relacionadas à proteção de dados e segurança. Nosso sistema resolve esse problema com processamento local independente, podendo funcionar com uma simples célula solar”, completa Stéphane Emery.
Fonte: CSEM