À l’université de Rice, une équipe a réussi à construire un prototype de microprocesseur « inexact ». En retirant de nombreuses composantes peu utilisées d’une puce traditionnelle, ils ont obtenu un processeur minuscule qui se trompe… mais d’une inexactitude suffisamment faible pour permettre de nombreuses applications.
Des chercheurs viennent de mettre au point un microprocesseur qui se plante régulièrement dans ses calculs. Et ils en sont très fiers ! Mais comment une puce qui donne des résultats faux peut il être d’une quelconque utilité ? Et bien tout d’abord, elle ne donne peut-être pas des résultats totalement justes, mais pas loin. En fait, les erreurs qu’elle commet sont quantifiées précisément. On sait que les résultats donnés sont justes à 0.54% près par exemple. C’est-à-dire qu’on pourrait obtenir un résultat du type 5 + 5 = 10,03. C’est faux… mais pas trop. On parle de PCMOS pour « Probabilistic CMOS », afin de le différencier des puces CMOS (Complementary Metal Oxyde) traditionnelles.
Le gros avantage de permettre des imprécisions dans les calculs est que cela réduit dramatiquement la taille des puces et leur consommation. Si on permet une erreur relative de 0.25%, on peut construire des circuits 3 fois plus performants que les puces traditionnelles. Si on permet 7.5% d’erreur, le rapport grimpe à 15 fois !
Alors bien sûr, les mathématiciens et les physiciens ne vont pas aimer cette puce et on ne verrait pas d’un bon œil qu’elle soit utilisée pour simuler des centrales nucléaires. Par contre, pour du traitement du signal, elle peut se révéler toute indiquée. Imaginez que vous traitiez une onde sonore. Si cette onde est déformée de 0.25%, vous ne l’entendrez pas. De même, si le résultat du calcul est la couleur d’un pixel sur un écran, une inexactitude de 0.25% sera quasiment indiscernable. La suite de trois images ci-dessous illustre bien ce principe. L’image de gauche est calculée précisément. Celle du milieu est rendue par une puce « probabiliste » précise à 0.25% près. Enfin, celle de droite est calculée en tolérant des erreurs relatives jusqu’à 7.5%.

À l’étude depuis 2003, les puces « PCMOS » ou « probabilistes » avaient été simulées précisément l’année dernière. Et cette année, en 2012, un prototype de puces PCMOS fonctionnel vient d’être dévoilé par une équipe de chercheurs du laboratoire Rice-NTU Institute for Sustainable and Applied Infodynamics (ISAID) de l’université de Rice (Texas). Ce prototype ouvre la voie à de nombreuses applications. Car il existe de nombreuses situations dans lesquelles l’exactitude absolue n’est pas nécessaire, ou, en tout cas, moins importante que la consommation d’énergie. Le PCMOS pourrait trouver sa place dans des appareils photo, des prothèses auditives et … des tablettes !
Un prototype d' I - Slate
La tablette I – Slate est un appareil tourné vers l’éducation. Elle se destine aux salles de classe indiennes. Le district de Mahabubnagar en a déjà commandé 50 000 sur trois ans. Le circuit vidéo de l’I – Slate est un PCMOS et consomme deux fois moins d’énergie que ses homologues CMOS. En conséquence, la tablette peut être alimentée par l’énergie solaire. Une production massive de ces nouvelles puces est prévue dès 2013.