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International Business Machines, o IBM, está proclamando haber realizado un gran avance en emular al cerebro, pero en silicio.

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La empresa tecnológica ha desarrollado un microcircuito que simula las funciones de las neuronas, sinapsis y otras características del cerebro para realizar cálculos. IBM dijo que el microcircuito, que representa un brusco rompimiento con el diseño fundamental usado en la mayoría de las computadoras, destaca en tareas como el reconocimiento de patrones y clasificación de objetos utilizando mucho menos energía eléctrica que un equipo convencional.

El nuevo microcircuito de IBM es el último de una serie de esfuerzos por parte de la empresa y otras entidades por diseñar microcircuitos similares al cerebro, ahora que la fabricación tradicional de microcircuitos genera menos avances espectaculares. Pero su último invento, que se describe en un artículo en la revista Science, tiene características novedosas que incluyen su gran tamaño y el uso de la tecnología digital estándar en lugar de materiales o procesos de producción esotéricos.

A pesar dar pocos detalles sobre el calendario de su lanzamiento, IBM dijo que ya está en pláticas con socios potenciales acerca de las maneras de llevarlo al mercado. La empresa ha conectado varios microcircuitos para probar los posibles diseños de sistemas, y ve aplicaciones tecnológicas que van desde los súper ordenadores del tamaño de una habitación hasta dispositivos flotantes con forma de medusas que podría detectar tsunamis u otras condiciones acuáticas.

“Tenemos enormes ambiciones comerciales”, dijo Dharmendra Modha, investigador de Almaden Research Center de IBM, cuyos títulos incluyen el de científico en jefe de computación inspirada en el cerebro. El microcircuito, llamado TrueNorth, fue construido por Samsung Electronics para IBM usando la misma tecnología de manufactura que usa la empresa de Corea del Sur para fabricar microprocesadores para los teléfonos inteligentes y otros dispositivos móviles. IBM colaboró en el diseño subyacente con investigadores del campus de Nueva York de Cornell University, en un proyecto que ha recibido 53 millones de dólares de financiamiento desde 2008 de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa del Pentágono.

El anuncio de IBM se presenta en un momento en el que científicos e ingenieros están ponderando el prospecto de frenar las mejoras de los microprocesadores convencionales. Históricamente, los fabricantes han disminuido de manera constante el cableado de los microcircuitos, reduciendo los costos al tiempo que mejoran la velocidad de cálculo y reducen el consumo de electricidad.

Pero los fabricantes de microcircuitos ya no pueden depender de los procesos tradicionales para lograr mejoras espectaculares, sobre todo en el caso de los científicos que crean súper computadoras y cuyas necesidades de energía ya se acercan a las de las pequeñas ciudades. Las arquitecturas de microcircuitos radicalmente diferentes como la de TrueNorth pueden ayudar.

“La electricidad es la limitación fundamental a medida que avanzamos”, dijo Horst Simon, subdirector de Lawrence Berkeley National Laboratory, un importante usuario de súper computadoras. “Este microcircuito es un indicio de que realmente estamos en el umbral de un cambio fundamental en la arquitectura”.

El diseño subyacente en que se basa la mayoría de los ordenadores y microprocesadores desde 1940 –llamado así en honor al matemático John von Neumann– separa los componentes que realizan los cálculos de los circuitos de la memoria que almacenan datos. Los bits son transportados entre estos componentes mediante un conducto denominado bus (un cable plano que tiene varios alambres), cuya actividad está sincronizada por un reloj interno. El esquema funciona bien para tareas como añadir conjuntos repetidos de números, dijo Modha. Los microcircuitos se han vuelto mucho más rápidos para este tipo de tareas ya que los fabricantes han aumentado la frecuencia de los pulsos de temporización del reloj.

Sin embargo, esa tendencia también tiende a aumentar el consumo de energía de un microcircuito. Transportar datos de un lado hacia otro en un bus, por su parte, tiende a alentar los cálculos, dijo.

El cerebro, por el contrario, es compacto y particularmente eficiente en tareas como el reconocimiento de la cara de una persona o distinguir un sonido de otro, dijo Modha. Las células llamadas neuronas procesan y transmiten la información que se almacena en las inmediaciones, conectadas por estructuras denominadas sinapsis.

TrueNorth, dijo IBM, usa 5,400 millones de transistores –cuatro veces más que un típico procesador de PC– para rendir el equivalente a un millón de neuronas y 256 millones de sinapsis. Están organizados en 4,096 estructuras llamadas “núcleos neurosinápticos”, cada uno capaz de almacenar, procesar y transmitir datos a cualquier otro usando un esquema de comunicaciones llamado crossbar (travesaño).

Su diseño está “influido por los eventos”, dijo Modha. Eso significa que los núcleos individuales funcionan sólo cuando se necesitan, en lugar de funcionar todo el tiempo.

Este esquema hace que los microcircuitos sean más eficientes en el consumo de electricidad. Mientras que un microprocesador estándar comparable requiere de 50 a 100 vatios por centímetro cuadrado, TrueNorth requiere únicamente 20 milésimas de vatio, dijo IBM.

 

Vía Sentido Común, Content Partner de Urban360 www.sentidocomun.com.mx