Un equipo de investigación de la Universidad de Limerick ha realizado un descubrimiento importante al diseñar moléculas que podrían revolucionar la informática.
Investigadores del Instituto Bernal de UL han descubierto nuevas formas de probar, controlar y adaptar materiales en la escala molecular más fundamental.
Los resultados se han utilizado en un proyecto internacional en el que participan expertos de todo el mundo para desarrollar un tipo completamente nuevo de plataforma de hardware para inteligencia artificial que logre mejoras sin precedentes en velocidad computacional y eficiencia energética.
La investigación acaba de ser publicada en una revista científica. la naturaleza.
El equipo de UL en colaboración internacional con científicos del Instituto Indio de Ciencias (IISc) y la Universidad Texas A&M, dirigido por el Profesor de Modelado Molecular de UL y Director del SSPC. Los nuevos descubrimientos conducirán a soluciones innovadoras a los desafíos sociales en salud, energía y medio ambiente.
El profesor Thomson explicó: “El diseño se inspira en el cerebro humano, utilizando el movimiento natural y el movimiento de los átomos para procesar y almacenar información. A medida que las moléculas giran y rebotan alrededor de su red cristalina, los individuos crean muchos estados de memoria.
“Podemos rastrear el camino de las moléculas dentro del dispositivo y asignar cada instantánea a un estado electrónico único. Esto crea una especie de diario de viaje de la molécula, escrito como una computadora tradicional basada en silicio. Y se puede leer, pero aquí con mucho mejor economía energética y espacial porque cada entrada es más pequeña que un átomo.
“Esta solución lista para usar puede tener enormes beneficios para todas las aplicaciones informáticas, desde centros de datos que consumen mucha energía hasta mapas digitales y juegos en línea que consumen mucha memoria”.
Hasta la fecha, las plataformas neuromórficas (un enfoque de la computación inspirado en el cerebro humano) solo han funcionado para operaciones de baja precisión, como la inferencia en redes neuronales artificiales. Esto se debe a que las tareas informáticas básicas, incluido el procesamiento de señales, el entrenamiento de redes neuronales y el procesamiento del lenguaje natural, requieren una resolución informática mucho mayor que la de los circuitos neuromórficos existentes.
Por esta razón, lograr una alta resolución ha sido uno de los desafíos más difíciles en la computación neuromórfica.
La reinvención del equipo de la arquitectura informática central logra la alta resolución requerida, ejecutando cargas de trabajo que consumen muchos recursos con una eficiencia energética sin precedentes de 4,1 teraoperaciones por segundo por vatio (TOPS/W).
Los avances del equipo extienden la computación neuromórfica más allá de aplicaciones específicas que potencialmente podrían desbloquear los beneficios transformadores a largo plazo de la inteligencia artificial y extender el núcleo de la electrónica digital desde la nube hasta el borde.
El líder del proyecto, el profesor Sritosh Goswami del IISc, dijo: “Al controlar con precisión la amplia gama de estados cinéticos moleculares disponibles, hemos construido un acelerador neuromórfico completamente funcional, de 14 bits y de alta precisión, integrado en una sola placa de circuito para el procesamiento de señales. Cargas de trabajo de inteligencia artificial y aprendizaje automático, como redes neuronales artificiales, codificadores automáticos y redes generativas de confrontación.
“Lo más significativo es que, al aprovechar la alta precisión del acelerador, podemos entrenar redes neuronales en el borde, resolviendo uno de los desafíos más apremiantes en el hardware de IA”.
Se avecina un mayor crecimiento a medida que el equipo trabaja para ampliar la gama de materiales y procesos utilizados para construir plataformas y aumentar aún más la potencia de procesamiento.
El profesor Thomson explicó: “El objetivo final es transformar la forma en que pensamos ahora en las computadoras como ‘software’ de alto rendimiento basado en materiales energéticamente eficientes y respetuosos con el medio ambiente que se utilizan en todo el mundo. El entorno proporciona un procesamiento de información distribuido ubicuo que se integra en la vida cotidiana. objetos, desde ropa hasta alimentos, pasando por envases y materiales de construcción”.
