Investigadores diseñan un chip con IA de gran capacidad de cálculo y ahorro energético

Palma, 3 feb (EFECOM).- Investigadores de la Universidad de las Islas Baleares (UIB) han diseñado y fabricado un chip con inteligencia artificial (IA) con gran capacidad de cálculo y un elevado ahorro de consumo energético en relación con otros dispositivos, para el que están buscando empresas interesadas.

El equipo de investigadores del Grupo de Ingeniería Electrónica (GEE) del Instituto de Inteligencia Artificial de las Islas Baleares (IAIB) de la UIB ha presentado este martes el circuito, que mide 1,4 milímetros cuadrados, y que supone un avance significativo en el campo del procesamiento inteligente de altas prestaciones.

El chip logra la eficiencia energética por medio de redes neuronales morfológicas que permiten que, con un área más pequeña, se puedan obtener los mismos resultados que con una red neuronal convencional, y también porque funciona computación estocástica.

Entre las posibles aplicaciones de este hallazgo destacan los dispositivos que incorporan sensores, en los que el chip evitaría la transmisión de datos en bruto y su recepción -algo que tiene un elevado coste energético-, porque el propio dispositivo incorpora la tecnología que puede realizar la computación.

Normalmente, estos sistemas sensoriales han de enviar datos a la nube para que se lleve a cabo la computación. "Aquí añadimos la red neuronal en el sensor, hacemos el estudio y enviamos ya la respuesta, de manera que se evita un flujo de datos", ha explicado en una rueda de prensa el director del GEE, Miquel Roca.

Entre esas posibles aplicaciones figuran los dispositivos con autonomía energética (los llamados 'dispositivos en la periferia') como puedan ser drones o cámaras de vigilancia. Roca, ha puesto otro ejemplo de su utilidad en un móvil cuyo sistema de desbloqueo detecta la cara del usuario: "Conseguimos detectarlo consumiendo 10 o 50 veces menos, de forma que la batería consume menos".

Otros usos serían la identificación de palabras clave en audios o el procesamiento de imágenes con un patrón característico.

El cálculo de la velocidad a la que gasta la energía indica que este chip consigue una eficiencia energética superior a un billón de operaciones por julio invertido (1TOPX/W) para una tecnología de 180 nanómetros.

El ahorro en consumo se logra también porque el análisis no se lleva a cabo con "lógica digital convencional sino con cálculo estocástico", ha indicado Roca.

El investigador principal del proyecto, Josep Lluís Rosselló, ha explicado que este tipo de computación supone que, al realizar una operación, el resultado fluctuará alrededor del valor correcto, una dispersión que "no es útil para finanzas pero sí para 'machine learning' con centenares de miles de operaciones", en las que no es necesaria la precisión en las operaciones intermedias, como puede ser en el reconocimiento de imágenes.

La ventaja de la lógica estocástica es que "se pueden comprimir mucho las operaciones intermedias", una compresión que facilita además poder desplegar una red en paralelo.

"En vez de tener una memoria, un bloque de operación y unos datos que van de la memoria al bloque de operación, que es el esquema tradicional de la electrónica, tenemos un esquema paralelizado, con las neuronas insertadas en el chip, lo que redunda en que tenga menor consumo y mayor velocidad de operación", ha explicado Rosselló.

"Aquí tendríamos 25.000 sinapsis integradas en este chip de 1,4 mm, consumiendo unas decenas de microvatios", ha añadido.

Si bien la principal aplicación que exploran los investigadores es el uso del chip en dispositivos en la periferia, un segundo tipo de aplicación en el futuro sería “reducir el consumo brutal que actualmente tienen los nodos de procesamiento de la 'high performance computing'", ha indicado Rosselló. EFECOM