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La inteligencia artificial impulsará una nueva generación de chips de memoria

  • Infraestructura

inteligencia artificial

Las cargas de trabajo asociadas a la IA y a la llamada computación neuromórfica son muy exigentes, y los expertos en el sector de la memoria llevan años investigando nuevas tecnologías de memoria que puedan lidiar con estos requisitos de la forma más eficiente. La solución vendrá de la mano de las nuevas memorias ReRAM y NVM, que en los próximos años se podrían convertir en los estándares para estas aplicaciones.

El gran avance que supone la IA está calando profundamente en numerosos ámbitos tecnológicos, introduciendo nuevos niveles de automatismo e inteligencia en el funcionamiento y los servicios digitales. Pero a medida que su potencia crece y se expande por diferentes áreas tecnológicas, las arquitecturas TI convencionales se demuestran incapaces de cubrir las necesidades de rendimiento de estas aplicaciones. Por ello, los fabricantes de infraestructura han ido introduciendo nuevos avances que ofrecen mayor rendimiento en el procesamiento de datos.

En este cambio, los fabricantes de procesadores están tratando de mejorar sus diseños, pero están siendo adelantados por las nuevas GPUs de gama alta, que se están demostrando más potentes para realizar los millones de cálculos simultáneos que requieren las aplicaciones relacionadas con la inteligencia artificial y la computación neuromórfica, que tratan de imitar la capacidad de cálculo del cerebro humano. Durante 2018 marcas como Nvidia se han aliado con importantes fabricantes del sector datacenter para construir nuevos productos destinados especialmente a estos usos.

Por su parte, estos fabricantes están apostando por el almacenamiento All Flash de máxima velocidad, que supera ampliamente la capacidad de entrega de datos de las plataformas HDD más rápidas. A lo largo del año pasado las principales marcas de plataformas de almacenamiento han lanzado al mercado nuevas soluciones basadas en el protocolo NVMe, con las que se extrae todo el potencial posible de los discos duros SSD de alto rendimiento. Y, entre ellas, las destinadas especialmente para ser usadas en entornos de inteligencia artificial, en combinación con los procesadores diseñados para IA.

Pero esta evolución no ha alcanzado todavía a la memoria intermedia, un sector dominado por las tecnologías DRAM. Si bien se trata de memorias muy rápidas, son costosas, consumen bastante energía y actualmente están acercándose al límite de su capacidad para entornos específicos de computación neuromórfica. Las máquinas dedicadas a estos usos agrupan numerosas GPUs en cada computadora, que requieren grandes cantidades de memoria, y la tecnología DRAM más moderna está dejando de verse como la mejor opción por los fabricantes.

Mientras tanto, los científicos han estado investigando en los últimos años nuevas tecnologías que puedan sustituir a la DRAM convencional para los entornos TI más exigentes, y sus miras están puestas en las nuevas memorias de acceso aleatorio resistivas (ReRAM), y en los nuevos conceptos de memoria intermedia no volátil (NVM). Esta última es la base del almacenamiento flash, que ya se está convirtiendo en la alternativa de alta velocidad a los discos duros magnéticos. Ambas tecnologías prometen memorias más pequeñas, eficientes y rápidas que la DRAM, adecuadas para las cargas de trabajo de estos nuevos modelos de computación de alto rendimiento, y recientemente los investigadores del Instituto Indio de Tecnología de Delhi (IITD) han anunciado un proyecto para aplicar la tecnología SiOx ReRAM a los procesadores utilizados para la IA, con la colaboración de la firma Weebit.

Este grupo de investigación está liderado por el Profesor Manan Suri, del departamento de Ingeniería Eléctrica de esta universidad india, quien ha dicho que les impulsa la visión de crear un futuro en el que la memoria no volátil no se circunscriba al almacenamiento de datos. Para ello, investigan las áreas de la computación, la detección y la seguridad. Desde su institución destacan los beneficios de ReRAM y otras tecnologías NVM, como la no volatilidad, la compatibilidad con CMOS, la ultra-alta densidad, la capacidad de integración y la fabricación más rápida y barata que la de la clásica DRAM. Y señalan que se trata de tecnologías capaces de reconfigurar el hardware neuromórfico dedicado a la IA.

Este proyecto de colaboración supone un paso más en la evolución de las tecnologías relacionadas con la IA, y sienta las bases de una futura categoría de hardware para las nuevas formas de computación inteligente, que en los próximos años continuarán ganando terreno en los centros de datos de empresas, entidades públicas y proveedores de servicios en la nube.