Computer del project Catapult

Microsoft, in arrivo i chip programmabili per l'intelligenza artificiale

Derivati dei vecchi chip FPGA, consentono di migliorare le prestazioni diminuendo il consumo energetico
Microsoft, in arrivo i chip programmabili per l'intelligenza artificiale FASTWEB S.p.A.

Il nome in codice Project Catapult può trarre in inganno, ma si tratta di un'invenzione innovativa che ha dalla sua un potenziale davvero enorme. Nato dalla mente di Doug Burger e degli altri scienziati del laboratorio ricerca e sviluppo di Microsoft è pronto a essere svelato al mondo il nuovo tipo di processore (a dir la verità basato su un progetto piuttosto datato) capace di sostenere richieste e ritmi di lavoro di servizi online sempre più avanzati e sempre più esigenti.

Grazie al Project Catapult la casa di Redmond è riuscita a "cambiare pelle" prima che fosse troppo tardi, trasformandosi da una "semplice" software house in una società informatica a 360 gradi, capace di progettare sia il software sia le componenti hardware necessari al funzionamento dei suoi servizi online, Bing in testa. Non è un caso, dunque, che oggi Microsoft sia in prima linea nello sviluppo di applicativi legati a doppio filo all'intelligenza artificiale e al machine learning e sia pronta a sfidare ad armi pari i vari Amazon e Google.

Visionario

Nel dicembre 2012 Doug Burger si presentò di fronte a Steve Ballmer (allora Ceo di Microsoft) con un'idea piuttosto singolare. Visionaria, potremmo dire. L'ingegnere esperto in architettura hardware prospettò al suo boss un futuro immediato piuttosto differente rispetto a quello che poteva immaginare. Da lì a qualche anno il mondo dell'informatica sarebbe stato dominato da una manciata di aziende capaci di offrire a miliardi di utenti decine di servizi uno differente dall'altro. Per fare ciò, però, sarebbe stato necessario che queste stesse aziende progettassero e realizzassero da sé anche processori e componenti hardware improntati alle peculiarità dei propri software e quindi ottimizzati allo scopo di fornire i propri servizi a tutti gli utenti nel miglior modo possibile.

 

Chip FPGA di Microsoft

 

Una previsione che non trovò inizialmente d'accordo Ballmer: per oltre 40 anni Microsoft era stata in grado di restare sulla cresta dell'onda occupandosi di software e lasciando ad altri (IMB in primis) l'incombenza di progettare l'hardware. A supportare la tesi di Burger intervenne Qi Lu, sviluppatore che da qualche tempo si occupava dello sviluppo di Bing, il motore di ricerca di Microsoft.

Chip programmabili

La nuova architettura presentata da Doug Burger al Ceo di Microsoft si basava su un tipo di processore molto particolare: un chip programmabile via software dedicato, così da potersi adattare di volta in volta alle esigenze degli ingegneri e degli sviluppatori. Un sistema ingegnoso, che avrebbe permesso alla casa di Redmond di realizzare processori più veloci di quelli in commercio (perché non generalisti ma specializzati nell'esecuzione di particolari spezzoni di codice sorgente) e, soprattutto, capaci di consumare il 30% in meno di energia rispetto ai loro diretti concorrenti.

Un vecchio, nuovo chip

Quella dei chip programmabili, comunque, non è che sia una novità assoluta nel campo dell'informatica. Già negli Anni '80 alcuni laboratori di ricerca specializzati in hardware progettavano e realizzavano i cosiddetti Field-Programmable Gate Array (abbreviato in FPGA) circuiti integrati dotati di porte logiche programmabili via software e per questo in grado di compiere operazioni logico-aritmetiche anche molto complesse.

 

 

Il Project Catapult basa la propria struttura interna e il proprio funzionamento proprio sugli FPGA. Grazie alla capacità di programmare e riprogrammare le porte logiche a seconda delle necessità del caso, i chip programmabili possono dare risposte effettive sia sul versante della potenza di calcolo sia sul fronte del risparmio energetico. In questo modo Microsoft è stata in grado di restare in "linea di galleggiamento" sul fronte dell'intelligenza artificiale, riuscendo a implementare sempre nuove funzionalità all'interno di Bing e degli altri servizi online creati nel corso del tempo.

Dentro Bing e Azure

Da quel dicembre 2012 il Project Catapult ha fatto diversi passi in avanti ed è passato attraverso vari step evolutivi, fatti di grandi successi e clamorosi fallimenti. Il primo tentativo è arrivato nel 2012, quando i chip programmabili derivati dagli FPGA sono stati utilizzati in via sperimentale all'interno di oltre 1.600 server Bing. Nonostante qualche difficoltà iniziale, i chip dimostrarono a pieno il loro valore (sia sul versante del calcolo, sia sul versante del risparmio energetico) e nel giro di qualche anno andarono a costituire l'infrastruttura hardware principale che "alimenta" e sostiene ancora oggi l'intelligenza artificiale di Bing.

 

Chip FPGA di Microsoft

 

Da qualche tempo, i chip programmabili sono sbarcati anche sul cloud e nel campo delle reti neurali di apprendimento. Grazie a diversi adattamenti all'interfaccia software, infatti, Microsoft ha "importato" il Project Catapult anche all'interno di Azure (l'ambiente di sviluppo cloud della casa di Redmond) e Office365 (la piattaforma accessibile dal web della suite di produttività Microsoft). In entrambi i casi, l'architettura programmabile ha permesso di velocizzare le operazioni di sviluppo delle piattaforme e migliorare le funzionalità messe a disposizione degli utenti.

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