NorthPole, la interesante propuesta inspirada en el cerebro humano

Investigadores del laboratorio IBM Research Almadén, ubicado en California, han presentado en la última edición de la revista Science un chip denominado "NorthPole". Esta arquitectura se inspira en el funcionamiento del cerebro, combinando procesamiento y memoria para lograr una eficiencia de procesamiento de datos a un bajo costo en términos de energía.

La informática ha estado tradicionalmente enfocada en el procesamiento de datos, manteniendo la memoria separada de la unidad central de procesamiento. Sin embargo, el constante traslado de grandes volúmenes de datos entre la memoria y el procesamiento tiene un alto costo en términos de consumo energético, ancho de banda y velocidad de procesamiento.

Esto se vuelve especialmente evidente en aplicaciones avanzadas de inteligencia artificial (IA) en tiempo real, como el reconocimiento facial, la detección de objetos y el seguimiento del comportamiento, que demandan un acceso rápido a grandes cantidades de datos.

Como resultado, la mayoría de las arquitecturas informáticas actuales se encuentran limitadas por cuellos de botella físicos y de procesamiento, lo que las hace insostenibles desde una perspectiva económica, técnica y ambiental debido a los crecientes costos energéticos asociados.

No obstante, el nuevo chip prototipo, que ha estado en desarrollo durante casi dos décadas, tiene el potencial de revolucionar la forma en que se pueden expandir eficazmente los sistemas de hardware de IA, según los autores del estudio.

A lo largo de la historia de la industria de semiconductores, los chips informáticos han seguido una estructura fundamental, donde las unidades de procesamiento y la memoria se almacenan de manera independiente.

Aunque esta estructura ha permitido diseños sencillos y escalables, ha dado lugar a lo que se conoce como el "cuello de botella de von Neumann", donde se necesita tiempo y energía para transferir datos constantemente entre la memoria, el procesamiento y otros dispositivos en un chip.

El trabajo liderado por Dharmendra Modha de IBM Research pretende cambiar esta dinámica, tomando inspiración en el funcionamiento del cerebro. Modha afirma que el enfoque de NorthPole es "completamente diferente al de la arquitectura von Neumann".

En ensayos que involucraron modelos de reconocimiento de imágenes y detección de objetos, NorthPole demostró una mayor eficiencia energética y espacial, así como menor latencia en comparación con los chips disponibles en el mercado actual. Además, es aproximadamente 4,000 veces más rápido que su predecesor TrueNorth, según IBM Research.