First neuromorphic supercomputer, inspired by the human brain, drastically reduces energy consumption/Primer superordenador neuromórfico, inspirado en el cerebro humano, reduce drásticamente el consumo de energía
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A neuromorphic supercomputer is a type of computer designed to mimic the architecture and functioning of the human brain. Unlike the traditional computers we are used to, it does not seek to be a general-purpose machine for all types of calculations, but rather is specialized in processing information in a way similar to how our brain does. Its main advantage, and what makes it so revolutionary, is its drastic energy efficiency. The human brain operates with an incredible 20 watts (what a low-power light bulb consumes), while a traditional supercomputer, to simulate a minimum part of its capacity, may require megawatts of energy.
Un superordenador neuromórfico es un tipo de computadora diseñada para imitar la arquitectura y el funcionamiento del cerebro humano . A diferencia de los ordenadores tradicionales a los que estamos acostumbrados, no busca ser una máquina de propósito general para todo tipo de cálculos, sino que está especializada en procesar información de una manera similar a como lo hace nuestro cerebro. Su principal ventaja, y lo que lo hace tan revolucionario, es su drástica eficiencia energética. El cerebro humano opera con unos increíbles 20 vatios (lo que consume una bombilla de bajo consumo), mientras que un superordenador tradicional, para simular una mínima parte de su capacidad, puede necesitar megavatios de energía.
The fundamental difference lies in its internal architecture, using a kitchen simile, while a traditional computer has a star chef (the CPU) and a huge pantry (the memory), the Neuromorphic computer is like a kitchen with many cooks (artificial neurons) who work as a team. In the first case, every time the chef needs an ingredient, he must go look for it in the pantry, which slows down the process and wastes a lot of energy on the round trip, in the second case, each cook has his own ingredients on hand (integrated memory and processing) and is only activated when necessary, for example, when a dish (a task) requires it.
La diferencia fundamental reside en su arquitectura interna, utilizando un símil de cocina, mientras un ordenador tradicional tiene un chef estrella (la CPU) y una despensa enorme (la memoria), el ordenador Neuromórfico es como una cocina con muchos cocineros (neuronas artificiales) que trabajan en equipo. En el primer caso, cada vez que el chef necesita un ingrediente, debe ir a buscarlo a la despensa, lo que ralentiza el proceso y gasta mucha energía en el viaje de ida y vuelta, en el segundo caso, cada cocinero tiene sus propios ingredientes a mano (memoria y procesamiento integrados) y solo se activa cuando es necesario, por ejemplo, cuando un plato (una tarea) lo requiere.
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While traditional AI uses neural networks that process continuous values, SNNs communicate using “spikes” or electrical impulses, just like biological neurons. An artificial neuron only sends a spike (fires) when it accumulates enough stimulus, mimicking the "all or nothing" of real neurons. Millions of small processing units (artificial neurons) work simultaneously and independently. There is no central clock that synchronizes them; each one acts when it receives relevant information.
Mientras que la IA tradicional usa redes neuronales que procesan valores continuos, las SNN se comunican mediante "picos" o impulsos eléctricos, exactamente igual que las neuronas biológicas. Una neurona artificial solo envía un pico (se activa) cuando acumula suficiente estímulo, imitando el "todo o nada" de las neuronas reales. Millones de pequeñas unidades de procesamiento (neuronas artificiales) trabajan simultáneamente y de forma independiente. No hay un reloj central que las sincronice; cada una actúa cuando recibe información relevante.
In neuromorphic chips, the memory and processor are physically integrated in the same location, which avoids constant "travel" of data and greatly speeds up computation while reducing power consumption. Among all the developments carried out, the one carried out by the Sandia National Labs USA laboratory stands out, an algorithm that allows neuromorphic chips to solve partial differential equations. Sandia's work operates on three fronts simultaneously, unlocking new mathematical capabilities, delving into the computational theory of the brain, and building the physical infrastructure that will make these supercomputers a reality.
En los chips neuromórficos, la memoria y el procesador están físicamente integrados en la misma ubicación, lo que evita el "viaje" constante de los datos y acelera enormemente el cálculo, a la vez que reduce el consumo energético. Entre todos los desarrollos realizados, destaca el realizado por el laboratorio Sandia National Labs EE. UU., un algoritmo que permite a los chips neuromórficos resolver ecuaciones diferenciales parciales. La labor de Sandia opera en tres frentes de manera simultánea, desbloquean nuevas capacidades matemáticas, profundizan en la teoría computacional del cerebro y construyen la infraestructura física que hará realidad estos superordenadores.
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The usefulness of these supercomputers goes beyond pure research, their applications are very promising. They allow you to create robots with instant reflexes to navigate complex terrain or robotic arms that adapt in real time to grab objects. They can power prostheses that adapt to the user's movement in real time or analyze cardiac signals with minimal energy consumption. Their low latency and ability to process multiple sensors (camera, radar, etc.) simultaneously makes them ideal for split-second decision making.
La utilidad de estos superordenadores va más allá de la investigación pura, sus aplicaciones son muy prometedoras. Permiten crear robots con reflejos instantáneos para navegar por terrenos complejos o brazos robóticos que se adaptan en tiempo real para agarrar objetos. Pueden alimentar prótesis que se adaptan al movimiento del usuario en tiempo real o analizar señales cardíacas con un consumo de energía mínimo. Su baja latencia y capacidad de procesar múltiples sensores (cámara, radar, etc.) simultáneamente los hace ideales para la toma de decisiones en fracciones de segundo.
As they have demonstrated at Sandia Laboratories, they can solve partial differential equations to model climate, fluid dynamics or the behavior of new materials much more efficiently. Some of these developments connected to sensors can identify specific odors (toxic gases, explosives, etc.) with astonishing precision and speed. Neuromorphic supercomputers are not only a reality, they represent a paradigm shift. They are not seeking to be faster in traditional calculations, but rather to be intrinsically more efficient in the tasks that matter for the future of AI and robotics.
Como han demostrado en los Laboratorios Sandia, pueden resolver ecuaciones diferenciales parciales para modelar el clima, la dinámica de fluidos o el comportamiento de nuevos materiales de forma mucho más eficiente. Algunos de estos desarrollos conectados a sensores, pueden identificar olores específicos (gases tóxicos, explosivos, etc.) con una precisión y rapidez asombrosas. Los superordenadores neuromórficos no solo son una realidad, sino que representan un cambio de paradigma. No buscan ser más rápidos en los cálculos tradicionales, sino ser intrínsecamente más eficientes en las tareas que importan para el futuro de la IA y la robótica.
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https://interestingengineering.com/science/world-first-neuromorphic-supercomputer-us