CoCoUnit: los procesadores del futuro para sistemas de computación inteligentes

CoCoUnit es una nueva unidad de procesamiento para integrarse con las unidades ya existentes de un procesador (núcleos de propósito general, GPUs, etc.) que será capaz de desarrollar funciones cognitivas con una eficiencia energética extremadamente alta. Esta nueva unidad posibilitará nuevas experiencias de usuario que requieren funciones cognitivas en tiempo real en multitud de dispositivos, incluyendo dispositivos móviles (por ejemplo, teléfonos inteligentes y dispositivos portables) y servidores en centros de datos.

Esta innovadora unidad, desarrollada por el grupo de investigación ARCO (Architectures and Compilers) liderado por Antonio González, contribuirá a desarrollar lo que ya se conoce como cognitive computing. A través de nuevas arquitecturas inspiradas en el cerebro, se trata de ampliar las capacidades de los sistemas informáticos para que puedan desarrollar tareas tradicionalmente asociadas a la inteligencia humana como, por ejemplo, el reconocimiento de la voz, la traducción automática, la síntesis de voz, la clasificación de imágenes o el reconocimiento de objetos. En definitiva, se pretende dotar a los ordenadores de capacidades de aprendizaje, de síntesis y de razonamiento similares a las que desarrolla el cerebro humano.

Al igual que el cerebro, la futura CoCoUnit se basará en una arquitectura masivamente paralela con unidades extremadamente simples ya que se ha demostrado que muchas unidades simples son más eficientes energéticamente que pocas unidades complejas.

La nueva unidad reducirá el movimiento de los datos. La arquitectura von Neumann actualmente utilizada en los procesadores, conlleva un enorme gasto energético ya que supone mover datos alrededor del sistema: todas las instrucciones y operandos deben ser extraídos de la memoria y enviados a las unidades de ejecución, y los resultados se deben escribir de nuevo en la jerarquía de memoria. Las interconexiones para mover estos datos consumen la mayor parte de la energía de un microprocesador. Reducir estos movimientos puede, por tanto, suponer importantes beneficios en eficiencia energética.

CoCoUnit también incluirá hardware especializado para algunas funciones clave y se basará en un modelo de computación diferente, orientado a la 'inteligencia': el aprendizaje, más que la 'programación imperativa', tendrá un papel clave en este nuevo enfoque. Además, la nueva unidad explorará la resiliencia y la computación aproximada para una mayor eficiencia energética.

Este proyecto ha sido distinguido con un Advanced Grant, la máxima distinción que otorga la European Research Council (ERC) a proyectos de investigación en la frontera del conocimiento. El proyecto se inició el pasado mes de septiembre de 2019 y tendrá una duración de cinco años, y cuenta con una financiación de 2,5 millones de euros.