Demain, les systèmes numériques intelligents pour la mobilité autonome ou l’Internet des Objets (IoT) auront besoin de capacités de calcul encore plus intensives qu’aujourd’hui. Cela, tout en respectant un nombre d’exigences non fonctionnelles toujours plus élevé. Le programme Calcul et Architecture Numérique (CAN) du CEA-List vise à inventer de nouvelles architectures de composants offrant modularité, scalabilité, sécurité, sûreté et conception durable tout en répondant aux enjeux de ces systèmes quant aux exigences intrinsèques d’encombrement, de consommation énergétique et de coûts.
L’architecture numérique est une discipline de la micro-électronique à mi-chemin entre les technologies de semi-conducteurs et les systèmes numériques. Elle consiste à penser l’agencement interne des composants qui équipent ces derniers.
Le programme Calcul et Architecture Numérique (CAN) du CEA-List concerne les composants des calculateurs que l’on trouvera demain dans les véhicules autonomes ou dans des objets connectés. Ces systèmes embarqués devront être dotés de puissances de calcul très élevées pour exécuter des applications d’intelligence artificielle de plus en plus évoluées. Mais, ils resteront toujours fortement contraints en dimensionnement, en consommation énergétique et en coût. L’objectif du programme est de créer de nouvelles architectures, optimisées pour répondre à ces enjeux antagonistes.
La recherche porte sur trois sujets en particulier :
Les équipes du programme travaillent en lien avec les industriels qui, en aval, fabriquent les systèmes numériques (industrie du composant et intégrateurs). Cela, dans l’optique de concevoir conjointement les systèmes numériques et leurs architectures.
La recherche dans ces trois domaines suppose aussi une grande proximité avec le monde des semi-conducteurs pour tirer le meilleur parti des avancées technologiques (miniaturisation, finesse de gravures des circuits, superposition de couches, etc.). Pour cette raison, les équipes du programme CAN collaborent étroitement avec celles du CEA-Leti dans une démarche de « co-optimisation », c’est-à-dire en cherchant à optimiser concurremment architectures et technologies de circuits.
Cet axe de recherche porte sur la conception de nouvelles architectures de composants, à base de chiplets pour les systèmes embarqués et pour le calcul de haute performance. La recherche inclut les études sur les infrastructures de communication entre les chiplets. Le CEA-List contribue, par ailleurs, aux travaux de la communauté du matériel libre sur ces sujets.
En savoir plus sur les architectures pour le calcul hétérogène.
Le deuxième axe de recherche répond aux besoins croissants de traitement intensif de données, que cela soit au sein d’un calculateur, pour des applications d’IA, ou sur une chaîne d’instrumentation. Il porte sur la conception d’architectures visant à contourner les limites liées à la précision au transfert des données.
En savoir plus sur le calcul centré sur les données.
Le CEA-List dispose d’un environnement complet d’aide à la conception et à la validation des modèles qui facilite la mise en œuvre de preuves de concept. L’objectif de cette automatisation des processus de conception est de stimuler l’adoption de ces systèmes numériques de haute performance de nouvelle génération par le marché.
En savoir plus sur les méthodologies et outils d’analyse et de conception.
