IBM ha dado otro paso hacia su ambiciosa meta de crear un procesador que actúe como un cerebro humano, al crear un segundo chip más avanzado que imita la forma en que operan los cerebros de los mamíferos.
“Es un nuevo hito en las computadoras inspiradas en el cerebro”, sostuvo Dharmendra Modha, fellow de investigación y científico en jefe de IBM que se especializa en computación inspirada en el cerebro.
Los investigadores de Cornell Tech también ayudaron a diseñar este chip. Los investigadores describen el chip en la edición de esta semana del journal Science. “Nuestra arquitectura se encuentra diseñada para aproximarse a la estructura y función del cerebro, pero al mismo tiempo manteniéndose eficiente en términos de uso de energía”, sostuvo Modha.
Una vez comercializado, ese chip podría actuar como un sensor de bajo consumo de energía para varios tipos de dispositivos embebidos y portables. “Se podría convertir en el cerebro de silicio de la ‘Internet de las Cosas’”, sostuvo Modha. “Podría transformar la experiencia móvil tal y como la conocemos”.
El procesador también podría colocarse en grandes supercomputadoras para mejorar la velocidad del aprendizaje de máquina y otros cómputos neuronales basados en red.
El nuevo procesador, de nombre código TrueNorth, tiene 5,4 mil millones de transistores entretejidos en una red on chip de 4.096 núcleos neurosinápticos que producen el equivalente a 256 millones de sinapsis, mucho más grande que el diseño del 2011 de aproximadamente 260 mil sinapsis.
IBM también ha unido 16 de estos chips en arrays de cuatro por cuatro, que colectivamente ofrecen el equivalente a 16 millones de neuronas y cuatro mil millones de sinapsis, con lo cual muestran que el diseño puede crecer fácilmente para implementaciones mayores.
El trabajo se originó en el 2008 como un proyecto de la DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) de Estados Unidos, bajo el nombre de Systems of Neuromorphic Adaptive Plastic Scalable Electronics (SyNAPSE).
Los chips representan un cambio radical en diseño con respecto a la actual arquitectura de computación de von Neumann, en donde los cómputos se realizan rápidamente de manera serial.
Esta arquitectura de chip se aproxima a la forma en que funciona el cerebro humano, ya que cada “núcleo neurosináptico” tiene su propia memoria (“sinapsis”), un procesador (“neurona”) y un conducto de comunicación (“axón”), que operan juntos en base a eventos.
Al trabajar juntos, estos núcleos pueden proporcionar un reconocimiento de patrones matizado y otras capacidades de sensación, de forma muy parecida a como lo hace el cerebro.
Al igual que el cerebro, este chip requiere de muy poca energía, solo 70 mW durante una operación típica, lo cual es en orden de magnitud menor que lo que los procesadores estándar requerirían para ejecutar las mismas operaciones. Samsung fabricó el chip prototipo usando el proceso litográfico de 28 nanómetros.
Al requerir de tan poca energía -menos que la requerida por un aparato para sordera- se abre una gran variedad de usos potenciales, especialmente en dispositivos con fuentes de energía limitadas.
Por ejemplo, se podría incorporar un procesador en un dispositivo móvil o sensor, en donde podría entrenársele para realizar reconocimiento en fuentes de datos audibles, visuales o multisensoriales, una tarea intensiva en computación que ahora requiere de un servidor dedicado. Tales trabajos podrían fácilmente ser realizados en el propio dispositivo remoto, eliminando la necesidad de emitir video a un centro de datos.
“El sensor se convierte en la computadora”, sostuvo Modha.
La arquitectura basada en el cerebro no se encuentra diseñada para reemplazar a los procesadores estándar, sino para ser usada en conjunto con ellos, para afrontar trabajo que requieren que se lleven a cabo grandes cantidades de operaciones computacionales en paralelo.
-Joab Jackson, IDG News Service
