La modulación en tiempo real del consumo de energía en los procesadores alcanza un nivel mínimo constante
El Internet de las Cosas (IdC) promete conectar prácticamente cualquier dispositivo a internet. Este proceso ya ha comenzado: «cosas» como electrodomésticos, dispositivos ponibles para hacer ejercicio, elementos de agricultura inteligente o sistemas sanitarios. Uno de los grandes problemas a la hora de tenerlo todo conectado sin que las baterías se agoten en segundos es optimizar el consumo de energía necesario para procesar todos los datos que se van a compartir. El proyecto MINIMA (Introducing the next computing power revolution: Minima microprocessor technology to reduce the energy need of digital computing by 20 times), financiado con fondos europeos, ha desarrollado una tecnología que divide por veinte la cantidad de energía que casi cualquier dispositivo con computación digital necesita. Este sistema podría aportar el impulso necesario para llevarnos hoy al mundo del mañana: el mundo del Internet de las Cosas.
La modulación dinámica alcanza un nivel mínimo de energía en tiempo real
El procesador es el cerebro de cualquier dispositivo digital: un pequeño chip que contiene miles de millones de transistores. Puesto que el consumo de energía de un transistor es proporcional cuadráticamente a su tensión operativa, se ha trabajado mucho en lograr diseños de baja energía que redujeran este voltaje. El proyecto MINIMA se centró en lograr un consumo mínimo de energía en tiempo real mediante la modulación dinámica de todo el sistema hardware-software. La tecnología emplea el punto de mínima energía (MEP, por sus siglas en inglés), definido como la tensión de trabajo en la que la energía total consumida por operación (Eop) llega al mínimo. Lauri Koskinen, coordinador del proyecto y director de tecnología en Minima Processor, explica: «Minima utiliza un modelo de suministro de propiedad intelectual que se fija en la pila de manera global, desde los elementos más pequeños del procesador hasta el software. A diferencia de los métodos estadísticos —que procuran dar solidez a una biblioteca de puertas para el funcionamiento con bajo consumo— la creación dinámica de márgenes es una solución en la que se combinan el hardware y el software, y que permite que el dispositivo escoja su propio consumo de energía durante el funcionamiento en función de las necesidades de rendimiento, las variaciones en los procesos o las condiciones medioambientales en tiempo real».
Un récord mundial que se va a comercializar
Minima Processor ya ha logrado el MEP récord a nivel mundial de 3,15 pJ por operación en un procesador de 32 bits, lo que reduce el consumo de energía hasta entre quince a veinte veces en comparación con la tensión nominal diseñada. Gracias a la financiación de la UE, el equipo del proyecto MINIMA ha optimizado la tecnología. «Hemos logrado mantener el bajo consumo de energía con una tecnología que se puede aplicar y probar fácilmente; ambos factores son esenciales en el cambiante sector de los semiconductores», afirma Koskinen. La tecnología de Minima puede aprovechar al máximo cualquier unidad central de procesamiento o procesador digital de señales actual. Los proveedores de sistemas sobre chip, como Texas Instruments, pueden aprovechar el bajo consumo de energía para aumentar la duración de la batería o para añadir funciones sin que esta se vea afectada. Minima ya se ha asociado con NXP y ARM. Koskinen concluye: «Somos investigadores, pero hemos creado un negocio, y nuestro equipo técnico —extremadamente competente— se ha convertido rápidamente en una seria competencia para equipos industriales de mucha experiencia en el sector. El primer producto ya está camino de una fábrica de semiconductores». A medida que las cosas se sigan conectando y el rendimiento y la energía mejoren gracias a la tecnología MINIMA, el Internet de las Cosas dejará de ser ciencia ficción y se convertirá en realidad en un abrir y cerrar de ojos.
Palabras clave
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