Nueva tecnología para el almacenamiento computacional y la IA

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El almacenamiento y el procesamiento de datos se acercan cada vez más, y la industria está investigando nuevas tecnologías de chips que permitan habilitar estas capacidades. Pensando especialmente en los requisitos de la inteligencia artificial, el Laboratorio de Electrónica y Estructuras a Nanoescala ha presentado un nuevo circuito basado en una arquitectura lógica en memoria más pequeño, rápido y eficiente que los actuales.

El progreso de la inteligencia artificial está revelando la necesidad de nuevas tecnologías de hardware que permitan acercar al máximo las capacidades de IA allí donde se generan y almacenan los datos. De aquí nace una necesidad imperiosa de desarrollar las tecnologías de almacenamiento computacional, lo que está llevando a la industria a invertir en la innovación, y un buen ejemplo es el nuevo avance que han presentado recientemente los ingenieros del Laboratorio de Electrónica y Estructuras a Nanoescala (LANES).

Se trata de un nuevo chip basado en lo que denominan arquitectura lógica en memoria, o arquitectura única, que combina las capacidades de realizar operaciones lógicas y el almacenamiento de datos. Esta tecnología habilita unas capacidades que tienen una demanda cada vez mayor para las aplicaciones de inteligencia artificial. Como explican sus creadores en el trabajo publicado recientemente en la revista Nature, sus características permiten la creación de dispositivos más pequeños, rápidos y con mayor eficiencia energética que las tecnologías actuales.

Comentan que su tecnología se basa en un material 2D que permite construir componentes basados en estas arquitecturas de nueva generación, salvando las limitaciones inherentes a la arquitectura von Neumann empleada actualmente en los chips. Esta obliga a ubicar las estructuras dedicadas al procesamiento y el almacenamiento en unidades separadas, lo que incrementa el tamaño de los chips, el consumo energético y el tiempo que tardan en realizarse todas las operaciones.

Esta estructura desarrollada por los ingenieros de EPFL está construida con una lámina de 3 átomos de espesor fabricada con bisulfuro de molibdeno (MoS2), que es un excelente semiconductor. Y su arquitectura se basa en los transistores de efecto de campo de puerta flotante (FGFET), cuya principal ventaja es su capacidad para mantener cargas eléctricas durante largos períodos, por lo que se suele usar comúnmente en la memoria Flash de cámaras, teléfonos inteligentes y ordenadores.

Como explica Andras Kis, director de LANES, “esta capacidad de los circuitos para realizar dos funciones es similar a cómo funciona el cerebro humano, donde las neuronas están involucradas tanto en el almacenamiento de recuerdos como en la realización de cálculos mentales. Nuestro diseño de circuito tiene varias ventajas. Puede reducir la pérdida de energía asociada a la transferencia de datos entre unidades de memoria y procesadores, reducir la cantidad de tiempo necesario para las operaciones informáticas y reducir la cantidad de espacio requerido. Eso abre la puerta a dispositivos que son más pequeños, más potentes y con mayor eficiencia energética”.

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