El chip de IA que consume menos que una bombilla LED: así es el 'cerebro de microondas' que podría revolucionar tu móvil

El consumo energético copa buena parte de las preocupaciones actuales, en particular en el universo de la inteligencia artificial. Con China sabiendo leer a la perfección las necesidades de la red y aplicando soluciones que le hagan ponerse en clara ventaja frente a competidores como Europa o Estados Unidos los estudios y avances en materia de chips pueden dar un respiro al planeta y a la urgencia de los países por ahondar en alternativas energéticas.

Un buen avance en dicho sector llega desde Estados Unidos, concretamente desde la Universidad de Cornell, institución académica de investigación privada, en la que un grupo de investigadores ha dado con un chip experimental cuyas necesidades energéticas para funcionar reducen se reducen a la mínima expresión en comparación con las necesidades de los equipamientos actuales.

Combinación de señales y mínimo consumo

Los investigadores Bal Govind, estudiante de doctorado, y Alyssa Apsel, directora sénior de la Escuela de Ingeniería Eléctrica e Informática de Ellis L. Phillips han logrado construir un chip revolucionario al que han bautizado como “cerebro de microondas” por su capacidad para procesar utilizando señales de microondas para computar, evitando así la dependencia de los métodos digitales tradicionales. Se trata del primer procesador capaz de procesar tanto señales de datos ultrarrápidas como señales de comunicación inalámbrica aprovechando la física de las microondas.

El chip en cuestión trabaja en tiempo real en el dominio de frecuencia y aprovecha la física de las microondas, lo que le permite realizar tareas como decodificar radio, seguir objetivos de radar o procesar datos digitales a velocidades de decenas de gigahercios con un consumo ínfimo de menos de 200 milivatios, mucho menos que las unidades de procesamiento gráfico actuales.

La combinación de señales inalámbricas, digitales y analógicas le confieren al nuevo microchip desarrollado una capacidad que supone todo un avance consumiendo una mínima parte de energía en comparación con los procesadores convencionales. Los investigadores han querido imitar el funcionamiento de una red neuronal usando guías de ondas ajustables que han permitido establecer y seguir patrones, de tal modo que el aprendizaje ha sido más sencillo:

“Evita una gran cantidad de pasos de procesamiento de señales que las computadoras digitales normalmente tienen que realizar”

Esto se debe a la diferencia con el procesamiento digital tradicional, puesto que el nuevo chip lo que hace es seguir un comportamiento analógico y no lineal de las microondas para procesar señales ultra rápidas, tal como explican los autores de la investigación en su memoria del proyecto, un estudio que vio la luz por primera vez el pasado día 14 en la publicación Nature Electronics.

A tenor de los resultados planteados, el microchip con “cerebro de microondas” logró una precisión igual o superior al 88% en tareas de clasificación de tipos de señales inalámbricas. Esto supone un rendimiento similar al de las redes digitales, pero con la diferencia sustancial que ya hemos señalado: menor requerimiento de potencia y por tanto de energía, así como de espacio, puesto que se trata de un dispositivo que reduce de forma considerable su tamaño.

El nuevo procesador utiliza un método probabilístico que mantiene una alta precisión sin causar ningún tipo de sobrecoste y que tampoco aumenta su consumo energético cuando las tareas que se le demandan suben la exigencia: “En los sistemas digitales tradicionales, a medida que las tareas se vuelven más complejas, se necesitan más circuitos, más potencia y mayor corrección de errores para mantener la precisión, pero con nuestro enfoque probabilístico, podemos mantener una alta precisión tanto en cálculos simples como complejos, sin esa sobrecarga adicional”, destacó Bal Govind, director de la investigación.

Pese a que la exploración se encuentra en una fase todavía experimental, los investigadores han mostrado que puede tener un recorrido positivo, que podría terminar con su integración en sistemas existentes con el consiguiente beneficio a nivel de consumo energético para la industria.