Processador “inexato” é 15 vezes mais eficiente

Em termos de velocidade, consumo de energia e dimensão, o processador inexato construído pela equipe é cerca de 15 vezes mais eficiente do que os chips atuais.[Imagem: Avinash Lingamneni/Rice University/CSEM]

Gerenciamento dos erros

Engenheiros criaram um processador “inexato” que desafia a imagem de precisão associada aos computadores.

Sendo tolerante com erros eventuais, a equipe criou um processador que pode ser até 15 vezes mais eficiente em termos de velocidade, consumo de energia e dimensão.

A ideia de construir chips que operem fora da rígida lógica booleana não é nova.

O primeiro processador probabilístico começou a cometer seus erros em 2009, pelas mãos do mesmo Dr. Krishna Palem, da Universidade Rice, nos Estados Unidos, que coordena uma equipe internacional que investe nessa abordagem.

O conceito é inacreditavelmente simples: não tente obter precisão absoluta, deixando que os circuitos cometam alguns erros, e torna-se possível economizar muita energia sem perder velocidade.

O inconveniente dos erros pode ser superado gerenciando adequadamente a probabilidade desses erros de forma a limitá-los a um patamar aceitável.

Poda eletrônica

Uma das abordagens usadas para construir um processador que consome menos energia é a chamada “poda eletrônica”, que corta fora partes dos circuitos que são usadas apenas raramente, economizando energia.

Essa técnica já vem sendo discutida e testada por várias equipes e pelas próprias empresas fabricantes de processadores.

Os ganhos podem ser surpreendentes: um processador “podado” pode ter metade do tamanho, consumir metade da energia, mas ser até duas vezes mais rápido, porque todos os circuitos ficam menores e mais próximos uns dos outros.

A equipe do Dr. Palem usou também o que ele chama de “tensão confinada”, que permite obter ganhos de desempenho.

“Nos últimos testes, nos demonstramos que a poda pode cortar a demanda de energia em 3,5 vezes para chips que desviam do valor correto por uma média de 0,25%,” conta Avinash Lingamneni, membro da equipe.

“Quando nós fatoramos em dimensão e ganhos de velocidade, esses chips são 7,5 vezes mais eficientes do que os chips comuns. Processadores que deram respostas erradas com um desvio bem maior, de 8%, foram até 15% mais eficientes,” completa.

Esta comparação mostra o processamento de vídeo rodando em um processador normal (esquerda), e em um processador inexato, com erro relativo de 0,54% (centro) e 7,58% (direita). [Imagem: Rice University/CSEM/NTU]

Processadores inexatos

Os pesquisadores afirmam que os processadores inexatos, devidamente podados e otimizados, deverão encontrar suas primeiras aplicações em nichos como câmeras fotográficas e outros equipamentos portáteis.

O tablet I-slate, que está sendo distribuído em escolas na Índia, é um dos principais alvos do conceito de “poda eletrônica”, para economizar energia e permitir que o aparelho funcione com a eletricidade gerada por pequenos painéis solares.

Palem afirma que os primeiros I-slates, assim como protótipos de implantes auditivos, já equipados com chips podados, deverão se tornar realidade em 2013.

O protótipo apresentado pela equipe é fruto de uma colaboração que envolve a Universidade Tecnológica Nanyang (Cingapura), o Centro Suíço de Eletrônica e Microtecnologia e a Universidade de Berkeley (EUA)