No ano passado, a Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa dos EUA (DARPA), que financia uma série de pesquisas em tecnologia militar, lançou um programa de cinco anos de US $ 1,5 bilhão. Mais comumente conhecido como Iniciativa de Ressurreição Eletrônica (ERI), o programa é projetado para apoiar esforços revolucionários em tecnologia de chip. A agência acaba de divulgar a primeira lista de grupos de pesquisa selecionados para explorar abordagens não testadas, mas potencialmente promissoras, que podem revolucionar o design e a fabricação de chips nos Estados Unidos.
Nos últimos anos, o desenvolvimento de hardware ficou em segundo plano em comparação com o desenvolvimento de software, e isso preocupa os militares dos EUA por vários motivos.
No topo da lista de preocupações está a Lei de Moore, que afirma que o número de transistores instalados em um chip dobra aproximadamente a cada dois anos. No momento, tudo indica que a eletrônica moderna está atingindo seus limites físicos e em um futuro próximo o processo de seu desenvolvimento será interrompido.
Também existem preocupações com o aumento do custo do projeto de circuitos integrados e um aumento no número de fabricantes estrangeiros (a China pretende produzir chips que irão adicionar sistemas de IA a qualquer gadget!).
O orçamento da ERI prevê um aumento de quatro vezes nos custos anuais regulares de hardware da DARPA. Os projetos iniciais refletem os três pilares principais da Iniciativa: design de chips, arquitetura, novos materiais e integração.
Um projeto visa reduzir drasticamente o tempo necessário para criar um novo design de chip, buscando reduzir o tempo de design de alguns anos ou meses para alguns dias, complementando o processo de automação de desenvolvimento com aprendizado de máquina e outras ferramentas para que mesmo usuários relativamente inexperientes possam criar designs de alta qualidade em breve termos.
Ir além da Lei de Moore exigirá materiais radicalmente novos e novas maneiras de integrar poder de computação e memória. A arquitetura dos chips modernos típicos envolve o movimento constante de dados entre os componentes da memória que os armazenam e os processadores que os processam, o que literalmente suga energia e cria um dos maiores obstáculos para aumentar o poder de processamento.
Outro projeto ERI examinará as maneiras pelas quais novos esquemas de integração podem eliminar, ou pelo menos reduzir significativamente, a necessidade de migração de dados. O objetivo final é injetar com eficiência o poder de computação diretamente na memória, o que pode levar a ganhos de desempenho dramáticos.
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A DARPA planeja principalmente criar esse hardware e software que pode ser reconfigurado em tempo real para lidar com tarefas gerais ou aplicativos especializados, como aplicativos específicos para inteligência artificial. Hoje, vários chips são necessários para resolver esses problemas, o que aumenta a complexidade e o custo de um sistema de IA.
Alguns dos esforços da DARPA estão invadindo áreas que já estão sendo intensamente desenvolvidas pela indústria. Um exemplo é um projeto para desenvolver um sistema 3D em um chip, que visa prolongar ainda mais a Lei de Moore usando novos materiais, como nanotubos de carbono e maneiras mais inteligentes de colocar componentes ativos e separar circuitos eletrônicos.
Erica Fuchs, professora da Carnegie Mellon University e especialista em políticas públicas relacionadas a novas tecnologias, acredita que a abordagem geral do governo dos Estados Unidos para apoiar a inovação no campo da eletrônica é "ordem de magnitude menor" do que o necessário para resolver problemas. Para ajudar de alguma forma a preencher a lacuna, é necessário pelo menos dobrar o investimento do governo, já que as grandes corporações são extremamente relutantes em gastar em pesquisas no campo de tecnologias promissoras.
Serg kite