Imagínese duplicar la capacidad de procesamiento de su smartphone, tablet, computador personal o servidor utilizando el hardware existente en estos dispositivos. Hung-Wei Tseng, profesor asociado de ingeniería eléctrica y de computadores en la Universidad de California, Riverside, ha presentado un cambio de paradigma en la arquitectura de computadoras para lograr precisamente eso en un trabajo titulado «Simultaneous and Heterogeneous Multithreading» (Multihilo Simultáneo y Heterogéneo). Tseng explicó que los dispositivos informáticos de hoy en día cada vez tienen más unidades de procesamiento gráfico (GPU), aceleradores de hardware para inteligencia artificial (AI) y aprendizaje automático (ML), o unidades de procesamiento de señales digitales como componentes esenciales.
Una solución innovadora a un problema persistente
Estos componentes procesan información por separado, trasladando información de una unidad de procesamiento a la siguiente, lo que efectivamente crea un cuello de botella. En su trabajo, Tseng y Kuan-Chieh Hsu, estudiante de posgrado en ciencias de la computación de la UCR, introducen lo que denominan «multihilo simultáneo y heterogéneo» o SHMT. Describen el desarrollo de un marco de trabajo SHMT propuesto en una plataforma de sistema embebido que utiliza simultáneamente un procesador ARM multicore, una GPU NVIDIA y un acelerador de hardware Tensor Processing Unit. El sistema logró una aceleración de velocidad de 1.96 veces y una reducción del 51% en el consumo de energía.
«No tienes que añadir nuevos procesadores porque ya los tienes», dijo Tseng. Las implicaciones son enormes. El uso simultáneo de componentes de procesamiento existentes podría reducir los costos de hardware de computadoras, al tiempo que reduce las emisiones de carbono de la energía producida para mantener servidores funcionando en centros de procesamiento de datos del tamaño de un almacén. También podría reducir la necesidad de agua dulce escasa utilizada para mantener frescos los servidores.
Retos y oportunidades para masificar esta iniciativa
El documento de Tseng, sin embargo, advierte que se necesita una mayor investigación para responder varias preguntas sobre la implementación del sistema, el soporte de hardware, la optimización del código y qué tipo de aplicaciones se beneficiarían más, entre otros temas. El trabajo fue presentado en el 56º Simposio Internacional Anual IEEE/ACM sobre Microarquitectura celebrado en octubre en Toronto, Canadá. Esta investigación abre nuevas vías para explorar cómo podemos hacer un uso más eficiente de la tecnología que ya poseemos, mirando hacia soluciones innovadoras que promuevan tanto el avance tecnológico como la sostenibilidad ambiental.
A medida que avanzamos hacia un futuro donde la demanda de procesamiento de datos sigue creciendo exponencialmente, iniciativas como la de Tseng ofrecen un rayo de esperanza. No solo tienen el potencial de revolucionar la manera en que concebimos el diseño y la funcionalidad de nuestros dispositivos, sino que también nos empujan a considerar cómo nuestras decisiones tecnológicas afectan el mundo a nuestro alrededor. La promesa de un procesamiento más rápido y eficiente, junto con una menor huella de carbono, pone de relieve el poder de la innovación consciente.
