Ele usa operações físicas em vez de cálculos digitais, o que lhe permite superar os chips NVIDIA em termos de desempenho. Esta conquista pode redefinir as fronteiras entre a física e a computação. Um estudo recente publicado na Nature Electronics descreve um microchip analógico capaz de resolver equações matriciais com precisão comparável à dos processadores digitais, mas com eficiência e velocidade extraordinárias. Embora a ideia de cálculos analógicos não seja nova, essa inovação quebra vários paradigmas: ela demonstra que a tecnologia analógica pode não apenas coexistir, mas também competir com os chips digitais modernos.
Por que o 3I/ATLAS muda a velocidade e a direção na sua parte traseira?
A pesquisa é dedicada à tarefa clássica de inversão de matrizes (solução ) usando métodos analógicos combinados com memória resistiva (RRAM). O que isso significa? Para o modelo digital de resolução de matrizes (bases de dados e números que os computadores utilizam para prever o tempo, treinar IA ou processar imagens), é como tentar ordenar milhares de peças de um puzzle: fazem isso uma peça de cada vez, seguindo uma sequência rigorosa e precisa. Os chips analógicos, por outro lado, processam todas as peças ao mesmo tempo. Este novo chip combina as duas estratégias.
Primeiro, ele usa operações analógicas de baixa precisão, algo como um esboço rápido do resultado: ele traça os contornos sem se preocupar com os detalhes. Em seguida, ele aplica multiplicações de alta precisão que aperfeiçoam o desenho e corrigem as bordas. É essa combinação de velocidade analógica e precisão digital que o torna tão eficaz. Para armazenar e processar informações, o chip usa não os tradicionais «uns e zeros», mas uma memória especial chamada resistiva (RRAM). Cada uma de suas minúsculas células pode ter vários níveis de condutividade, como uma série de torneiras que não apenas abrem ou fecham, mas também deixam passar mais ou menos água, dependendo da intensidade dos cálculos. Isso permite exibir operações matemáticas diretamente no material, como se a equação fosse resolvida dentro do próprio material.
Em seguida, entra em ação o algoritmo iterativo BlockAMC, que repete o processo várias vezes até atingir uma precisão muito alta, equivalente a 32 bits dos sistemas digitais mais potentes, mas com muito menos tempo e energia. Em testes práticos (como sistemas de comunicação MIMO, onde milhares de sinais se cruzam simultaneamente), o chip apresentou resultados comparáveis aos de um processador digital. em apenas duas ou três passagens.
O resultado é surpreendente: até mil vezes mais rápido e cem vezes mais eficiente do que os processadores digitais convencionais. Este salto é notável: não é apenas um detalhe académico curioso, mas a prova de que o processamento analógico pode aproximar-se do digital nas principais tarefas de cálculo linear. A relevância desta inovação aumenta quando considerada no contexto das limitações tecnológicas enfrentadas pela China. Há muitos anos, os Estados Unidos impõem sanções e proibições que limitam o acesso da China a determinados processos de produção de microchips avançados, equipamentos de litografia extrema (EUV) e tecnologias avançadas de semicondutores.
Graças a isso, a China está a criar o seu próprio caminho alternativo, que lhe permite competir com as arquiteturas digitais mais avançadas (por exemplo, arquiteturas de litografia extrema). O microchip também tem uma vantagem: a sua eficiência energética. Em sistemas de alto desempenho, como centros de dados, redes ou comunicações sem fios, a eficiência energética é fundamental. Se um chip analógico puder oferecer resultados comparáveis, consumindo muito menos energia, ele se torna uma opção atraente, especialmente em situações em que o acesso à litografia avançada é limitado.
Nenhuma inovação tecnológica está isenta de problemas. No caso deste microchip analógico, um dos problemas é a escalabilidade. Os resultados demonstrados referem-se a matrizes relativamente pequenas (16×16 ou 256 números no total, enquanto as matrizes convencionais têm dimensões de cerca de 512 x 512). O escalonamento para tamanhos muito maiores exigirá superar as limitações físicas e o ruído nos circuitos analógicos. O estudo não afirma que os chips digitais já não fazem sentido; em vez disso, ele enfatiza que arquiteturas híbridas (analógicas + digitais) podem abrir oportunidades estratégicas. Esta é uma afirmação de que as inovações trazem não apenas a miniaturização digital clássica, mas também uma reformulação da forma como calculamos.
