Un nuevo chip podría reducir el consumo energético en 5.000 veces
La iniciativa forma parte del proyecto ANIMATE, el cual está financiado por el Consejo Europeo de Investigación
Un grupo de investigadores dirigido por Daniele Iielmini, PhD, profesor del Departamento de Electrónica, Información y Bioingeniería del Politécnico de Milán, ha desarrollado un nuevo chip inteligente que podría reducir el consumo energético en gran medida, a la vez que acelerar la computación en sistemas informáticos de alto rendimiento y los centros de procesamiento de datos.
A medida que la inteligencia artificial está cada vez más presente y, por tanto, hay en el mundo más centros de procesamiento de datos (sin ellos, la IA y los servicios en la nube no podrían existir), la demanda energética también es cada vez más alta, por lo que resulta crucial encontrar una solución que evite, en la medida de lo posible, un gasto excesivo.
Con el innovador dispositivo creado en el Politécnico de Milán se muestra un enfoque diferente de la arquitectura informática, ya que demuestra cómo la computación analógica en memoria puede superar una de las limitaciones más cruciales de los ordenadores modernos, al reducir la necesidad de mover continuamente datos entre la memoria y el procesador.
Un chip igual de preciso que los sistemas convencionales, pero mucho más eficiente energéticamente
El profesor Ielmini, quien también es el autor correspondiente del estudio, apuntó que su nuevo chip "demuestra la viabilidad a escala industrial de un concepto revolucionario como la computación analógica en memoria". El chip forma parte del proyecto ANIMATE (Computación Analógica en Memoria con Tecnología de Dispositivos Avanzados), financiado por el CEI (Consejo Europeo de Investigación).
La iniciativa recibió en el año 2022 una subvención de 2,5 millones de euros durante un período de cinco años para continuar con su desarrollo, el cual podría ser clave para lograr la sostenibilidad en un futuro no muy lejano. Según el equipo, los ordenadores digitales tradicionales consumen grandes cantidades de energía debido al cálculo y porque los datos deben trasladarse repetidamente entre la memoria y las unidades de procesamiento.
Sin embargo, con la computación en memoria, esta ineficiencia se aborda muy bien, ya que los cálculos se realizan directamente dentro de la matriz de memoria, reduciendo significativamente el tráfico de datos internos. El objetivo del proyecto ANIMATE es diseñar la tecnología del dispositivo, las arquitecturas de circuitos y sistemas, así como las aplicaciones para validar el CL-IMC. Se ha llevado a cabo mediante una colaboración internacional con científicos de la Universidad de Pekín.
El chip es un acelerador analógico totalmente integrado que puede resolver sistemas de ecuaciones lineales y no lineales, fabricado con tecnología CMOS (semiconductor complementario de óxido metálico) estándar, compatible con los procesos de fabricación de silicio existentes. Está formado por dos matrices de 64 x 64 celdas de memoria resistiva programables, que funcionan como cuadrículas ordenadas, y cada intersección representa un elemento de memoria.
En las pruebas, el chip no solo igualó la precisión de los sistemas digitales convencionales, sino que lo hizo consumiendo bastante menos energía. Además, ofreció una menor latencia de procesamiento y ocupaba menos espacio en el silicio. En el comunicado de prensa, Ielmini concluyó que ya están trabajando para poner esta investigación en uso en aplicaciones del mundo real "para reducir los costos energéticos de la computación, especialmente de la inteligencia artificial".