Investigadores estadounidenses están desarrollando un nuevo tipo de chip de memoria que puede almacenar información y realizar cálculos con alta velocidad y eficiencia.
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| Los investigadores afirman que los chips de memoria magnetoóptica podrían ayudar a reducir el consumo de energía y liberarla para la IA. (Fuente: Live Science) |
Se trata de un nuevo tipo de chip de memoria ultrarrápido (o celda de memoria) que utiliza señales ópticas e imanes para procesar y almacenar datos de manera eficiente.
Las celdas permiten a los usuarios realizar cálculos a alta velocidad, según informó el equipo en la revista Nature Photonics. La mayor velocidad de procesamiento y el menor consumo de energía facilitarán el escalado de los centros de datos para que los sistemas de inteligencia artificial (IA) funcionen con mayor facilidad.
“Los centros de datos con miles de unidades de procesamiento gráfico (GPU) requieren mucha energía para funcionar”, afirmó Nathan Youngblood, coautor del estudio e ingeniero eléctrico e informático de la Universidad de Pittsburgh. “Y la solución suele ser comprar más GPU y consumir más energía. Por lo tanto, si la óptica puede resolver este problema de forma más eficiente y rápida, reducirá el consumo de energía y el sistema de aprendizaje automático también funcionará más rápido”.
Estas nuevas celdas de memoria utilizan un campo magnético para dirigir una señal luminosa en sentido horario o antihorario a través de un resonador de anillo, un componente que amplifica la luz en longitudes de onda específicas, hasta uno de sus dos puertos de salida. Según la intensidad de la luz en cada puerto de salida, la celda de memoria puede codificar un número entre 0 y 1, o entre 0 y -1. A diferencia de las celdas de memoria tradicionales, que solo codifican valores 0 o 1 en un bit de información, las nuevas celdas de memoria pueden codificar una cantidad de valores no enteros, lo que permite almacenar hasta 3,5 bits por celda.
Esas señales luminosas que giran en sentido horario y antihorario son como “dos corredores que corren en la misma pista, pero en direcciones opuestas, con el viento siempre delante de uno y detrás del otro”, dice el ingeniero Youngblood.
Las cifras obtenidas de esta carrera alrededor del resonador de anillo pueden utilizarse para fortalecer las conexiones entre nodos en redes neuronales artificiales. Ayudan a los algoritmos de aprendizaje automático a procesar datos de forma similar al cerebro humano, afirmó.
A diferencia de las computadoras tradicionales, que realizan cálculos en la unidad central de procesamiento y luego envían los resultados a la memoria, las nuevas celdas de memoria realizan cálculos de alta velocidad directamente dentro de la matriz de memoria. Youngblood afirmó que la computación en memoria es particularmente útil para aplicaciones como la inteligencia artificial, que requieren procesar grandes cantidades de datos con gran rapidez.
El equipo también demostró la durabilidad de los chips de memoria magnetoóptica. Los investigadores afirmaron haber realizado más de 2 mil millones de operaciones de escritura y borrado en los chips sin observar ninguna degradación en el rendimiento, una mejora de 1000 veces con respecto a las tecnologías de memoria anteriores. Las unidades flash convencionales están limitadas a entre 10 000 y 100 000 operaciones de escritura y borrado, explicó Youngblood.
En el futuro, Youngblood y sus colegas esperan agregar más de estas células de memoria a las computadoras y probar cálculos más avanzados.
La tecnología podría ayudar a reducir la cantidad de electricidad necesaria para ejecutar sistemas de inteligencia artificial, dijo.
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