La dispersione di energia termica è un fenomeno familiare, spesso visto come un problema da eliminare nei dispositivi elettronici. Nei computer tradizionali, infatti, il calore viene costantemente dissipato per garantire prestazioni elevate. Al MIT, un team guidato da Giuseppe Romano ha deciso di sfruttare questo flusso termico in modo innovativo, trasformando il calore in una risorsa per il calcolo matematico. Il chip sviluppato, grande quanto un granello di polvere, codifica le informazioni tramite temperature precise. Parliamo dunque du qualcosa di impensabilmente piccolo. Ma cosa accade nel processo? Quando il calore attraversa strutture di silicio poroso progettate con geometrie studiate appositamente, compie fisicamente le operazioni richieste. I ricercatori misurano poi il risultato come quantità di energia termica mantenuta stabile.
Calcolo analogico con precisione elevata
Le prime sperimentazioni sul chip hanno riguardato operazioni tra matrici e vettori, con accuratezza superiore al 99%. Il metodo sfrutta una forma di calcolo analogico termico, che finora funziona su matrici di dimensioni ridotte. Scalare il sistema richiederebbe milioni di microstrutture, limitando per ora l’utilizzo su modelli neurali di grandi dimensioni. Nonostante questo limite, la soluzione dimostra come sia possibile ottenere risultati affidabili senza l’uso di bit digitali o segnali elettrici convenzionali, sfruttando solo il calore già presente all’interno dei dispositivi.
Uno degli aspetti più sorprendenti è l’autosostentamento delle operazioni. Il chip non richiede energia aggiuntiva, perché utilizza il calore normalmente generato dai circuiti, trasformando un problema tradizionale in un mezzo di trasporto per le informazioni. Fondamentale per il funzionamento è stato l’uso di una soluzione software di progettazione inversa, capace di definire automaticamente le geometrie in silicio necessarie a guidare il flusso termico nel modo desiderato. Questa combinazione di progettazione precisa e sfruttamento intelligente dell’energia termica ha consentito al chip di eseguire calcoli con livelli di precisione notevoli, aprendo possibilità interessanti per applicazioni di calcolo a basso consumo.
