El chip NorthPole desarrollado por IBM reúne memoria y procesamiento, lo que hace potencializar la inteligencia artificial en el reconocimiento de imágenes y también el ahorro de energía.
El procesador NorthPole de IBM esquiva la necesidad de acceder a la memoria externa, aumentando la potencia informática y ahorrando energía. En la publicación hecha en Science 1, se demuestra que la informática y la memoria pueden integrarse a gran escala.
Los investigadores de IBM en San José, California, lo desarrollaron inspirándose en el cerebro que podría potencializar la inteligencia artificial (IA) trabajando más rápido con mínima energía.
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El ‘súper’ chip procesador NorthPole elimina la necesidad de acceder con frecuencia a la memoria externa y, por lo tanto, realiza tareas como el reconocimiento de imágenes más rápido que las arquitecturas existentes, y al tiempo consume mucha menos energía.
“Su eficiencia energética es simplemente alucinante. Siento que el documento sacudirá el pensamiento común en arquitectura de computadoras”. explica Damien Querlioz, investigador de nanoelectrónica de la Universidad de París-Saclay en Palaiseau.
NorthPole ejecuta redes neuronales; o sea los conjuntos de múltiples capas de unidades computacionales simples programadas para reconocer patrones en los datos. Una capa inferior recibe datos, como los píxeles de una imagen.
Las capas sucesivas detectan patrones de complejidad creciente y pasan información a la siguiente. La capa superior produce una salida que, por ejemplo, puede expresar la probabilidad de que una imagen contenga un gato, un automóvil u otros objetos.
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Cabe explicar que algunos chips de computadora pueden manejar estos cálculos de manera eficiente, pero aún necesitan usar una memoria externa llamada RAM cada vez que calculan una capa.
Poder transferir datos entre chips de esta manera relentiza el proceso, es un fenómeno conocido como cuello de botella de Von Neumann. Esto, en honor al matemático John von Neumann, quien fue el primero en concebir la arquitectura estándar de las computadoras basada en una unidad de procesamiento y una unidad de memoria separada.
El cuello Von Neumann es uno de los factores más importantes que relentizan las aplicaciones informáticas, incluida la IA; también dando lugar a ineficiencias energéticas.
NorthPole está formado por 256 unidades informáticas o núcleos, cada uno de los cuales contiene su propia memoria. El coautor del estudio actual, Dharmendra Modha, ingeniero informático de IBM, dice que una vez estimó que simular un cerebro humano en este tipo de arquitectura podría requerir el equivalente a la producción de 12 reactores nucleares.
“Se está mitigando el cuello de botella de Von Neumann dentro de un núcleo”, explica Modha, quien funge como jefe científico de computación inspirada en el cerebro de IBM en el centro de Almadén.
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Los núcleos están conectados entre sí en una red inspirada en las conexiones de materia blanca entre partes de la corteza cerebral humana, dice Modha. Este y otros principios de diseño, la mayoría de los cuales existían antes pero nunca se habían combinado en un solo chip, permiten a NorthPole superar a las máquinas de IA existentes por un margen sustancial en las pruebas estándar de reconocimiento de imágenes.
También utiliza una quinta parte de la energía de los chips de IA de última generación, a pesar de no utilizar los procesos de fabricación más recientes y miniaturizados. Si el diseño del Polo Norte se implementara con el proceso de fabricación más moderno, su eficiencia sería 25 veces mejor que la de los diseños actuales, estiman los autores.
