TrueNorth: La visión de IBM en chips neuronales

IBM ha invertido una considerable cantidad de tiempo y dinero investigando la forma en que trabajan las neuronas, y sus posibles aplicaciones sobre la tecnología actual. Tal vez algunos de nuestros lectores recuerden su aventura con SyNAPSE, junto a los amigos de DARPA. Ahora, con la ayuda de un grupo de científicos de la Universidad Cornell, IBM ha presentado en sociedad a TrueNorth, la última expresión de chips basados en neuronas artificiales.

La historia nos dice que todo comenzó con dinero. Las mentes maestras de DARPA, en su búsqueda constante de nuevas tecnologías y el desarrollo de conceptos extraños, repartieron cerca de once millones de dólares para dar el puntapié a lo que hoy conocemos como SyNAPSE. El objetivo de SyNAPSE es abrir una nueva era de informática cognitiva a través de la creación de plataformas con la capacidad de funcionar tomando como fuente principal de inspiración al cerebro. Varios años y otros tantos millones de dólares después, dos de los involucrados en este audaz proyecto, IBM Research y la Universidad Cornell, han presentado un procesador que se acerca bastante a ese objetivo original. El nombre oficial para el procesador es TrueNorth, y aunque IBM aprovecha cada chance para meter la palabra “cerebro” en la ecuación, debemos decir que TrueNorth está basado en lo que técnicamente son 4.096 núcleos neurosinápticos.

TrueNorth
Una placa base con dieciséis chips TrueNorth

 

Cada uno de estos núcleos posee un circuito interno que emula el comportamiento de un grupo de neuronas. Un núcleo tiene la capacidad de recibir datos de 256 neuronas diferentes, y al mismo tiempo comunicarse con otras 256. Esto nos da un valor aproximado de un millón de “neuronas” y 256 millones de sinapsis. En esencia, TrueNorth representa una multiplicación de los logros que IBM presentó en 2011, año en el que había solamente 256 neuronas programables disponibles. Pero lo más importante de TrueNorth es que abandona a la clásica arquitectura Von Neumann. Dicho de otro modo: Un procesador tradicional funciona en todo momento, más allá de los estados de ahorro de energía que pueda alcanzar. En cambio, TrueNorth funciona estrictamente cuando es necesario, lo que se traduce en una drástica reducción del consumo de energía. Si uno quiere pensar en “frecuencia”, lo que encontrará dentro de TrueNorth es apenas 1 kHz, pero combinada con su funcionamiento “por demanda”, hace que la densidad de potencia en el chip sea de apenas 20 milivatios por centímetro cuadrado, cuando un chip normal se divierte por arriba de los 50 o 60 vatios.

TrueNorth
La realidad aumentada y el reconocimiento de imágenes serían dos de las grandes beneficiadas por TrueNorth

 

Ahora, ¿por qué no tenemos esto en cada sistema existente? Porque su despliegue demandará mucho tiempo. Por más que IBM ya tenga un chip cuyos componentes se comportan como neuronas, no deja de ser una nueva arquitectura, que al mismo tiempo requiere nuevo software. Ahí es cuando aparece el simulador Compass, y su librería de programas. Para tener una mejor idea del potencial de TrueNorth, en IBM decidieron medir el rendimiento de una red usando Compass en hardware convencional, y después con TrueNorth. El nuevo chip bajó el consumo de energía 176 mil veces. En conclusión: 72 milivatios de consumo máximo, 5.400 millones de transistores, 400.000 millones de operaciones sinápticas por segundo/vatio, y una cantidad de teóricas aplicaciones que será difícil enumerar. ¿Qué sigue? De acuerdo a IBM, conectar algo similar a diez mil de estos chips en un volumen equivalente a dos litros de agua. Necesitamos ver eso.

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