Intel Labs – O que a divisão mais inovadora da Intel faz

A empresa Intel consiste em muitas divisões especializadas em determinadas áreas. As soluções mais avançadas e muitas vezes experimentais são desenvolvidas pela Intel Laboratories ou Intel Labs. A empresa possui muitos laboratórios de pesquisa em todo o mundo, o que permite trabalhar mais de perto com universidades, instituições governamentais e empresas de diferentes países.

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Vale ressaltar que foi Pat Gelsinger, o atual chefe da Intel, que há quase 30 anos uniu laboratórios díspares sob a asa de uma unidade e estabeleceu um trabalho em equipe entre eles. Durante esse período, muitas tecnologias deixaram as paredes dos laboratórios da Intel e se tornaram tão familiares que você não as percebe. É até difícil imaginar que eles já tiveram o status de experimental e passaram por várias etapas da auditoria, que avaliou suas perspectivas de desenvolvimento, implementação, dimensionamento e o custo total de desenvolvimento.

O último ponto é o mais “doente”, como para a maioria dos outros laboratórios de pesquisa em qualquer campo. O desenvolvimento de software pode ser concluído em um ou dois anos. As soluções de microarquitetura exigem mais tempo. Assim, por exemplo, a tecnologia de virtualização VT-x foi “cozinhada” em laboratório por cerca de três a quatro anos, e o caminho geral da ideia até a aparição nos produtos finais levou cerca de cinco a seis anos. Os desenvolvimentos mais complexos estão obviamente relacionados com soluções em “silício”.

Entre os produtos mais notáveis ​​iniciados e posteriormente desenvolvidos pela Intel em conjunto com outros gigantes da indústria de TI, estão, por exemplo, os padrões USB e PCI Express, que agora, graças aos especialistas da Intel Labs, se fundiram ao Thunderbolt. Havia também soluções completamente fora do padrão: foi a Intel Labs que desenvolveu um sistema de computador que permitiu que o famoso físico teórico, cosmólogo e astrofísico Stephen Hawking se comunicasse com o mundo, apesar da perda da fala devido à doença. Posteriormente, o desenvolvimento tornou-se uma plataforma de código aberto.

No momento, as principais áreas do Intel Labs são: inteligência artificial, segurança de dados, tecnologias para centros de processamento de dados e infraestrutura 5G, novas abordagens para computação, aumento da eficiência do desenvolvimento de software e hardware, chips personalizados e especializados e, claro, , novas microarquiteturas para futuros processadores. Mas não apenas – os funcionários da Intel Labs não pretendem divulgar todos os segredos.

No campo da nova computação, uma das principais áreas de desenvolvimento são os sistemas quânticos. Aqui, a Intel Labs desenvolve software e hardware. A empresa está focada no desenvolvimento de processadores quânticos baseados em qubits de spin. Ela considera esta direção a mais promissora devido à facilidade de dimensionamento e facilidade de integração em soluções CMOS existentes.

Mas um processador quântico por si só não pode funcionar em condições normais – ele precisa de temperaturas ultrabaixas e precisam ser mantidas com alta precisão. É por isso que a Intel Labs está desenvolvendo sistemas de controle criogênico que, além de precisão, também terão alta eficiência e confiabilidade. Além disso, a empresa presta muita atenção ao componente de software, trabalhando em compiladores quânticos e vários algoritmos para computação quântica.

Outra área importante para a Intel é a computação neuromórfica, que ajudará a tornar os sistemas de IA mais parecidos com o pensamento humano real. A abordagem “tradicional” da IA ​​requer aprendizado profundo em grandes conjuntos de dados, o que leva a enormes custos de energia e, ao mesmo tempo, limita esses sistemas a apenas uma área predeterminada de “conhecimento” – um modelo de IA para reconhecimento de imagem, em princípio, não consegue processar a fala. A computação neuromórfica é muito mais eficiente.

Eles (auto) aprendem mais rápido e podem “puxar” fontes externas já em processo de trabalho. Além disso, existem muitas outras aplicações para eles, incluindo otimizações combinatórias, busca em grafos, criação de modelos de difusão de calor e muito mais. Em todos os casos, o processador neuromórfico acaba sendo dezenas de vezes mais produtivo que os chips com arquiteturas tradicionais e, ao mesmo tempo, consome muito menos energia. Um dos resultados do trabalho da Intel Labs nesse sentido é a arquitetura Loihi e os chips baseados nela.

Outra área de desenvolvimento interessante da Intel Labs é a criptografia totalmente homomórfica (FHE), que permite proteger as informações com muito mais eficiência. Essa tecnologia permite realizar cálculos diretamente em dados criptografados, sem a necessidade de descriptografar e reverter a criptografia. De acordo com a Intel, a abordagem que está desenvolvendo é 1.000 vezes mais rápida do que as existentes. O FHE complementará ou substituirá as soluções atuais, como as instruções Intel Software Guard Extensions (SGX), que também foram criadas pela Intel Labs.

Tanto o FHE quanto o SGX são importantes para computação confidencial e, em particular, para treinamento federado de modelos de IA com base em muitos conjuntos de dados de fontes diferentes que não desejam que suas informações sejam visíveis para outros participantes do processo. Assim, por exemplo, foi criado o maior banco de dados de dados médicos do mundo para treinamento de IA especializada. Nesse caso, é imprescindível que todo o sistema e seus usuários não tenham acesso a informações sensíveis, como dados pessoais de pacientes.

Outra área de atuação da Intel Labs é a fotônica de silício, na qual a empresa trabalha há mais de dez anos. Simplificando, esta é a integração de transceptores a laser diretamente em chips para transmissão de dados ultrarrápida com consumo mínimo de energia. Isso é necessário porque cada vez mais energia é gasta na transmissão de dados pela via elétrica tradicional, e a capacidade dos canais está chegando ao limite, inclusive os físicos – os chips modernos já exigem vários milhares de contatos. Na primeira fase, está previsto conectar diretamente todos os chips (CPU, GPU, FPGA, ASIC, SSD, etc.) dentro de servidores e dentro de racks de servidores com “ótica”.

Por fim, não se pode deixar de mencionar outro desenvolvimento da Intel Labs, que recentemente estreou no produto final. Estamos falando do ASIC para mineração chamado Bonanza Mine. Falamos sobre o chip em si e o minerador baseado nele em detalhes anteriormente. E aqui notamos apenas que o Bonanza Mine acabou sendo um chip extremamente compacto e eficiente. Em termos de consumo específico de energia, é um dos melhores do mercado. E a julgar pelos grandes pedidos desses chips, a Intel conseguiu oferecer um preço atraente para novos itens.

Esta não é uma lista completa dos desenvolvimentos do Intel Labs. A empresa não está pronta para falar sobre muitos deles em detalhes. E não só porque ainda são estudos secretos dos quais dependerá o futuro da empresa, mas também porque nem todos verão a luz do dia em breve. Por exemplo, o chefe da Intel Labs Rick Uhlig (Rich Uhlig) mencionou o estudo da possibilidade de combinar blocos individuais dentro dos chips usando … wireless. Acontece que em distâncias curtas isso pode ser em todos os sentidos mais lucrativo do que conectar milhares e milhares de conexões no interposer.