DARPA quiere desarrollar la computación analógica

¿Por qué cambiar los ceros y unos que hasta ahora han funcionado bien? La clave está en la energía.

Los computadores que estamos acostumbrados a ver son digitales: procesan y almacenan datos en ceros y unos. Sin embargo, la Agencia de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA) dependiente del Departamento de Defensa de Estados Unidos, quiere redefinir este sistema.

¿Por qué cambiar los ceros y unos que hasta ahora han funcionado bien? La clave está en la energía. DARPA está trabajando en un proyecto llamado UPSIDE (Unconventional Processing of Signals for Intelligent Data Exploitation), que busca crear chips de computadora que sean mucho más eficientes energéticamente que lo que existe hoy, aún cuando puedan cometer errores de vez en cuando.

Según DARPA, los computadores de hoy (y los que usan temibles robots, sondas espías y otros) están llegando a un límite, no de procesamiento, sino de energía. Aunque la ley de Moore, que indica que el poder máximo de procesamiento se duplica cada 18 meses, se ha cumplido, las baterías no han sido capaces de seguirles el ritmo.

Los chips construidos por UPSIDE buscan una alternativa a la lógica binaria - procesadores analógicos que puedan hacer matemática probabilística, sin forzar al transistor a un estado de "cero" o "uno" absoluto, algo que hace perder mucha energía. El problema es que los resultados no son tan exactos, pero este tipo de sistemas podrían utilizarse en operaciones donde no necesitemos resultados absolutamente exactos.

La de abajo es una imagen capturada con un prototipo de la Rice University. La primera imagen fue procesada normalmente. La del medio tiene un margen de error permitido de 0,54% y la de la derecha tiene una tasa de error de 7,54% permitida. Según la universidad, la de la derecha requirió 1/15 de la energía que se usó para procesar la primera.

Esta no es una idea completamente nueva. En la década de 1950, los computadores analógicos existían, sin embargo, fueron opacados por los procesadores digitales, que alcanzaban capacidades mucho mayores. En los últimos años, el sistema analógico comenzó a revivir, considerando las posibilidades de ahorro de energía.

El programa UPSIDE se desarrollará durante 54 meses en dos fases. En la primera, se crearán chips usando técnicas probabilísticas, y en la segunda se construirán sistemas móviles para capturar imágenes usando estos chips, permitiendo en teoría crear cámaras mucho más eficientes en cuanto a consumo de energía.

Links:
- Darpa Has Seen the Future of Computing … And It’s Analog (Wired)
- Can probabilistic computing save Moore’s law? (ExtremeTech)

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