El chip que aspiraba a ser como el cerebro humano

• Funciona con sinapsis inspiradas por las del cerebro humano
• La idea es minimizar la energía que requiere y maximizar el número de transistores
• Entre las aplicaciones: visión artificial o los modernos vehículos autónomos

El cerebro ha sido la inspiración para crear el nuevo chip.

IBM ha presentado en la revista Science un llamativo trabajo llevado a cabo durante seis años junto con 20 colaboradores, ocho laboratorios y fábricas, cinco universidades y una empresa de reciente creación, además del gigante surcoreano Samsung: un chip inspirado por el cerebro humano que ha sido fabricado con intención de llevar un paso más allá la capacidad de los ordenadores modernos.

De momento está batiendo todos los récords de la compañía en cuanto a miniaturización y consumo.

La idea de la que partieron los investigadores, encabezados por Dharmendra S. Modha, fue olvidarse de algunas de las ideas tradicionales de los microchips para concentrarse en otras más propias de lo que los científicos saben hasta ahora del cerebro humano: que consuma poca energía, que la superficie dedicada a las conexiones o sinapsis esté densamente poblada y que los retardos propios del viaje de la información en su interior sean mínimos.

Algunas de estas ideas ya se habían probado en otros diseños y simulaciones: hace tiempo el Blue Gene/Q con 96 racks o armarios para el montaje de placas y procesadores era capaz de simular 100 billones de sinapsis cerebrales... Pero resultaba 1.500 veces más lento que un humano.

Y a nivel de consumo de energía una máquina con esa misma capacidad requeriría unos 12 GW, frente a los 20W que, como si fuera una bombilla, utiliza nuestro cerebro.

Más capacidad, menos consumo

Persiguiendo estos objetivos y sacrificando otras ideas tradicionales del diseño de microchips que aquí no resultaban aplicables el nuevo TrueNorth ha empaquetado 15 veces más transistores en la misma superficie consumiendo 100 veces menos.

El chip completo, fabricado con tecnología de miniaturización de 28 nanómetros de Samsung, incluye 4.096 cores de este tipo: 5.400 millones de transistores en total. De hecho es el chip con más transistores fabricado nunca por IBM.

Pero las mayores diferencias tienen que ver con el funcionamiento de TrueNorth, cómo se programa y cuáles pueden ser sus usos. A diferencia de los ordenadores convencionales, TrueNorth funciona con entradas, salidas y spikes o 'potencial de acción', un concepto incorporado de la neurobiología que es un tanto diferente de los de la informática tradicional.

Y tampoco tiene un reloj interno como en los procesadores tradicionales, que coordine las instrucciones de programación ciclo a ciclo.

Según sus creadores, hay que olvidarse de los lenguajes tradicionales para 'pensar en paralelo': dependiendo de ciertos patrones de entrada se alcanza ese potencial de acción y se 'dispara' una salida, de forma muy parecida a como nuestros sentidos y las neuronas reciben las señales del mundo exterior.

Aplicaciones del nuevo chip

Entre las aplicaciones del nuevo chip se incluye todo ese software del que se habla continuamente con adjetivos como 'inteligente' o 'similar al cerebro humano': sistemas de reconocimiento de voz, visión artificial, reconocimiento de patrones cerebrales para controlar objetos...

Son aplicaciones y software aplicable a dispositivos tales como robots, teléfonos inteligentes o coches autónomos, entre otros.

Si se alcanzara el objetivo de mejorar el consumo del chip manteniendo su potencia se podrían superar los 4.000 millones de sinapsis digitales que se han llegado a montar en un mismo equipo para llegar pronto al trillón de sinapsis. Y todo ello consumiendo tan solo unos 4.000 watios de potencia: más o menos lo que se consume en un hogar convencional.