Nuevo chip basado en probabilidades (DARPA)

Una empresa fabricante de semiconductores estadounidense llamada Lyric Semiconductor, apoyada por la agencia DARPA y el MIT, anunció esta semana una nueva tecnología que permite mejorar el desempeño y reducir drásticamente el consumo de energía de los dispositivos electrónicos. Esta tecnología, en lugar de utilizar las típicas puertas NAND que operan con valores binarios, emplea un sistema conocido como “Bayesian NAND gates”, que basa su funcionamiento en las probabilidades. ¿Se trata del fin de la electrónica digital? Los microprocesadores que equipan los ordenadores y dispositivos electrónicos como el que usas para leer este artículo basan su funcionamiento sobre sólidos cimientos digitales que tiene su origen en el álgebra binaria. Estos chips solo reconocen dos estados perfectamente definidos, los “bits”, que en binario representan unos y ceros. Estos bits pueden almacenarse, compararse o realizar operaciones matemáticas con ellos. Los elementos básicos encargados de realizar esas operaciones entre bits son viejos conocidos de los lectores de Neoteo: las “puertas lógicas”, pequeñísimos componentes basados en transistores que se encargan de obtener resultados en función del valor sus entradas.

Una empresa nacida en Boston, llamada Lyric Semiconductor y apoyada por instituciones tan conocidas como la agencia DARPA y el MIT, ha propuesto recientemente un método basado en probabilidades que, dicen, podría acelerar la velocidad de procesamientos de todos los dispositivos actuales. Este nuevo paradigma permite a los chips aceptar como entrada probabilidades, realizar un proceso, y poner en su salida un valor que también es una probabilidad. En vez de utilizar las puertas lógicas de toda la vida, emplean una versión diferente conocida como “Bayesian NAND gates”, llamadas así en nombre del estadista Thomas Bayes, cuyo trabajo sentó las bases de esta tecnología. Los responsables del proyecto aseguran que estos chips basados en probabilidades son más adecuados para realizar determinadas tareas computacionales. Algunas aplicaciones -software- que lidian con operaciones estadísticas, como los motores encargados de realizar recomendaciones que emplean empresas como Amazon y Netflix, serían mucho más eficientes y rápidos si corriesen sobre uno de estos trozos de silicio. Los filtros destinados a protegernos del Spam, por ejemplo, también funcionarían mejor con esta tecnología. La idea de fondo es muy simple: mientras que el sistema binario te permite calificar que tan apetecible es una pizza con dos valores, como “buena” o “mala” (1 o 0), el sistema basado en probabilidades te permite toda una gama de matices que incluirían definiciones como “bastante buena” o “peor que regular”.

DARPA, la agencia del Pentágono que se encarga de poner a punto cualquier proyecto delirante que pueda tener una remota aplicación militar, se ha ocupado de hacer fluir el dinero necesario para que este proyecto nacido en 2006 haya dado sus frutos. Es que además de resultar buenos para recomendarte una pizza o un libro, los procesadores basados en este sistema probabilístico permitirían a los militares mejorar sus sistemas encargados de reconstruir señales de audio empobrecidas (accidental o deliberadamente) por el ruido, o diseñar aplicaciones de reconocimiento de objetos -visión artificial- capaces de dejar a los actuales sistemas a la altura de un ábaco. Si el programa sigue su curso, en los próximos tres años veremos los primeros procesadores de uso general basados en la tecnología descripta. Mientras tanto, Lyric Semiconductor ya ha puesto a la venta la licencia de un pequeño chip que se encarga de corregir los errores de las memorias flash. Los responsables de la empresa esperan que las nuevas flash equipadas con su chip corrector se incorporen en dispositivos tales como smartphones o tablets en algún momento de los próximos 2 años. La naturaleza de estas memorias hace que -en promedio- uno de cada mil bits se lea con un error. El controlador montado en un pendrive, por ejemplo, se encarga de detectar ese error y -si es necesario- corregirlo sobre la marcha. Esto implica que muchas veces sea necesario releer un sector de la memoria, consumiendo tiempo y energía. El procesador de Lyric, llamado Lyric Error Correction (LEC) realiza la misma tarea pero con una tasa de errores 30 veces menor y consumiendo solo el 10 por ciento de la energía que necesitan sus “colegas binarios”.

Por supuesto, el nacimiento de esta tecnología no significa que dentro de 4 o 5 años hayamos abandonado la electrónica binaria que ha hecho posible la informática moderna. En una gran cantidad de aplicaciones el enfoque “binario” es el mejor, y siempre se utilizarán microprocesadores de ese tipo para efectuar esas tareas. Pero es innegable que en otros campos comenzaremos a ver, poco a poco, como los chips tipo LEC empiezan a ganar terreno.

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