Procesadores de probabilidad

PROCESADORES DE PROBABILIDAD O PROBABILÍSTICOS

Un nuevo tipo de procesadores que se están desarrollando desde hace algunos años y que puede que en un futuro cercano sustituyan a los procesadores normales en todos los dispositivos electrónicos que ahora usamos.

El nuevo procesador necesitaría treinta veces menos energía que los actuales

Estos procesadores en vez de funcionar con la  lógica binaria como en procesadores tradicionales, implementan los algoritmos directamente como lógica probabilística, con las ventajas de un menor consumo energético, mas velocidad y eficiencia, con un chip de menor tamaño y mas barato.


Chip de probabilidad comparado con una moneda de un centavo de EEUU.

Actualmente, los procesadores utilizan el sistema "Booleano". En resumen, todo procesador busca una respuesta como "verdadero" o"falso",  utilizando la lógica binaria (bits 0 y 1), que se basan en elementos lógicos AND-NOT (puertas NAND). Cada uno de estos elementos realizan una operación binaria y con su combinación se puede implementar cualquier función  Booleanas.. El problema es que este tipo  procesadores acaba consumiendo más energía de la que necesitaba, además de tomarse más tiempo del que debió haberle tomado.En el procesador probabilístico se utiliza la probabilidad  Bayesiana derivada del nombre del matemático ingles Thomas Bayes, que sentó las bases de esta teoría. 

Chip boleano y probabilistico comparados con monedas de EEUU.

Con la lógica probabilística, un procesador puede ahorrar tiempo y energía. Busca la mejor respuesta probable con esto el procesador demanda menos energía comparada con la que consumiria un chip convencional.  Este ahorro de energía haría que un chip probabilístico necesitara hasta treinta veces menos energía que un procesador actual. lo que a la vez conlleva una mayor capacidad de proceso, lo cual permitiría que uno de estos chips fuera hasta siete veces más rápido de los que vemos hoy en día.


Los métodos probabilisticos ya se encuentran en muchos sistemas como por ejemplo en la  compra de productos en línea, la tienda en línea le da recomendaciones basadas en la probabilidad o  la prevención del fraude de tarjetas de crédito.A corto plazo sin embargo, Lyric planea concentrarse en un nicho específico: Corrección de errores en Memoria Flash.





Chip de Lyric

Hay  planes de lanzar un prototipo del procesador probabilístico para fines generales, GP5, que puede ser programado para resolver problemas estadísticos. Y hoy día la compañía Lyric Semiconductor ofrece a los desarrolladores una versión portátil del chip probabilístico, lo que puede aumentar la eficiencia de la memoria flash.

Según palabras del Gerente General de la empresa: Existen innumerables aplicaciones para un chip que funcione nativamente a base de probabilidades, ofreciendo ejemplos como las recomendaciones de compras de Amazon, la verificación de posible fraude en tarjetas de crédito, y los filtros de SPAM en la mayoría de los servidores de emails de todo el mundo.

La memoria Flash almacena datos de la memoria en forma de “dominios” con diferentes niveles de carga eléctrica en la superficie del chip. Pero estas áreas son muy frágiles e incluso pequeños cambios en carga puede afectar a la integridad de los datos. La diferencia entre 0 y 1 – son sólo unos 100 electrones. Como resultado, uno de cada 1000 bits son leídos incorrectamente. Y en el futuro, con una disminución en el tamaño y la capacidad cada vez mayor de unidades flash, la exactitud caerá más. Entre los 100 bits, sería un “error”. Este problema actúa como un limitador, lo que impide una mayor reducción de tamaño y rendimiento de los dispositivos de almacenamiento portátil.

Existen varios métodos de detección y corrección de errores se producen. Por ejemplo, calculando la suma de comprobación, se puede determinar qué datos han cambiado, y para calcular con exactitud qué bits pasaron de 0 a 1 (o viceversa). Para ello es necesario realizar algunos cálculos estadísticos. Y precisamente en los que se especializan los chips probabilisticos.

Lyric con uno de los más grandes fabricantes de memoria flash estaba probando los nuevos chips como dispositivos para detectar errores. En comparación con la actualidad, los sistemas probabilísticos ocupan 30 veces menos espacio y utiliza sólo el 12% de la energía. Los desarrolladores esperan que el dispositivo con chips probabilísticos interiores estarán en manos de los consumidores a más tardar en un par de año.

Tan solo este adelanto podría hacer que los SSDs bajen a los precios de los discos duros tradicionales en dos o tres años, así como proveer una eficiencia muchísimo mayor.