La Cina ha ufficialmente avviato la produzione su larga scala dei primi chip AI non-binari al mondo, una tecnologia promettente nei sistemi di controllo in settori chiave come l’aviazione e la manifattura. A guidare lo sviluppo di questi componenti è stato il team del professor Li Hongge dell’Università Beihang di Pechino, che da anni lavora per superare i limiti strutturali imposti dall’informatica tradizionale.
I microprocessori che utilizziamo quotidianamente funzionano secondo il principio del calcolo binario, basato sull’elaborazione di 0 e 1. Questo paradigma, per quanto efficiente, presenta ostacoli ormai evidenti, come l’elevato consumo energetico e le difficoltà di integrazione con sistemi preesistenti. Le sfide sono state identificate dagli esperti come il “muro energetico” e il “muro architetturale”: limiti che oggi rallentano l’innovazione tecnologica nei semiconduttori.
Per affrontare questi problemi, il team cinese ha introdotto un approccio alternativo: il calcolo ibrido probabilistico, formalizzato nel sistema chiamato "Hybrid Stochastic Number" (HSN). In pratica, invece di affidarsi solo a 0 e 1, i nuovi chip utilizzano anche numeri rappresentati in forma probabilistica, ossia basati su segnali ad alta tensione che variano nel tempo. Questo sistema consente di ridurre drasticamente l'hardware necessario e di migliorare la tolleranza agli errori, pur a fronte di tempi di elaborazione leggermente superiori.
Già nel 2023 il team ha prodotto un primo chip destinato ai sistemi touch e display, utilizzando una tecnologia consolidata a 110 nanometri del produttore cinese SMIC. Successivamente, è stato sviluppato un secondo chip pensato per l’apprendimento automatico, questa volta su una piattaforma CMOS da 28 nanometri. Entrambi i dispositivi integrano algoritmi di "in-memory computing", che minimizzano lo spostamento di dati tra memoria e processore, migliorando efficienza e consumo energetico.
Uno degli elementi più interessanti è l’integrazione in un’unica architettura "system-on-chip" (SoC), che consente di svolgere più attività simultaneamente – una netta differenza rispetto ai chip tradizionali, limitati nell’elaborazione parallela.
Attualmente, questi chip sono già stati adottati in sistemi di controllo intelligenti, come ad esempio gli schermi sensibili al tocco, dove dimostrano la capacità di distinguere segnali deboli da interferenze, migliorando notevolmente l’interazione con l’utente.
Secondo quanto dichiarato dal professor Li al Guangming Daily, il gruppo sta progettando una nuova architettura di istruzioni specifica per il calcolo ibrido probabilistico, con applicazioni future che includono il riconoscimento vocale, l’elaborazione delle immagini e il supporto a modelli AI di grandi dimensioni. Il chip, secondo Li, è già in grado di operare con latenza a livello di microsecondi, trovando un buon equilibrio tra potenza hardware e flessibilità del software. Nonostante gli entusiasmi, resta prudente l’ottimismo degli esperti: la compatibilità con le tecnologie esistenti e l’affidabilità nel lungo termine sono ancora aree da esplorare.
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