A tecnologia da imprecisão
Saiu na web a reportagem especial da revista Technology Review do MIT que relaciona as 10 tecnologias emergentes de 2008. Entre várias idéias interessantes e nomes sugestivos como Graphene Transistors, Connectomics ou Reality Mining, o tópico que mais me chamou a atenção é o trabalho de Krishna Palem (à esquerda) da universidade de Rice que — como todo bom acadêmico de sobrenome indiano — trabalha numa idéia aparentemente maluca que pode abalar os alicerces da computação como uma ciência exata: os chips probabilÃsticos.
Palem acredita que os processadores consomem muita energia para garantir que seus circuitos lógicos sempre obtenham o mesmo resultado preciso (até a enésima casa) a todo momento. Ele defende a idéia de que se abrirmos mão de um pouco da precisão nos cálculos, os chips podem consumir bem menos energia, o que soa como música no ouvido dos ecologistas em tempos de aquecimento global.
Suas idéias levaram ao desenvolvimento do chamado “probabilistic complementary metal-oxide semiÂconductor technology” (PCMOS, imagem à direita), que pode ser utilizado em aplicações onde um número exato não é tão necessário — como processamento de áudio ou vÃdeo — ou seja, ele chegaria de vez em quando no resultado correto e perto dele na maioria dos casos.
Isso pode parecer o samba do indiano doido, mas nós — seres humanos — estamos acostumados a trabalhar com chutes e aproximações no nosso dia a dia. Por exemplo, quando manobramos um carro para estacioná-lo, não é necessário parar na distância exata da parede ou alinhá-lo paralelamente ao carro ao lado, só precisamos pará-lo numa posição onde que ninguém arranque seu retrovisor ou amasse a sua porta. Outro bom exemplo é quando enchemos a máquina de lavar roupa: não usamos uma balança para colocar até cinco ou seis quilos de roupas. Fazemos apenas uma estimativa baseada no bom senso e no nosso “olhômetro”.
Segundo Palem, todo cálculo feito por computador é feito em código binário (1 ou 0) cujo registro da informação depende do fluxo de elétrons que passam pelos transistores. Como essas partÃculas movem-se constantemente, eles geram um “ruÃdo elétrico” que podem interferir nos cálculos. Assim, para garantir o resultado correto, a maioria dos chips aplicam uma voltagem relativamente alta.
O pesquisador acredita que se baixarmos a voltagem nas partes do circuito que calcula os últimos dÃgitos menos significativos — como o “3″ em “21,693″ — isso poderia fazer com que o resultado final saÃsse à s vezes errado. Mas se controlarmos essa imprecisão por meio de variação de voltagem e cálculos probabilÃsticos, seria possÃvel chegar num meio termo aceitável em termos de uso e capaz de gerar uma grande economia de energia. Celulares multimÃdia poderiam aumentar a autonomia de suas baterias em mais de 10 vezes.
Até a lei de Moore poderia tirar proveito desse conceito, já que à medida que os transistores diminuem de tamanho, eles se tornam cada vez mais difÃceis de serem controlados, tornando-se naturalmente “probabilÃsticos”, caindo como uma luva nas idéias de Palem.
Mais informações aqui. Apesar de que recomendo a leitura de toda a reportagem. Leitores mais hardcore podem saciar sua sede de conhecimento aqui.
InteressantÃssimo!
Pergunta de pombo…. “E por que sempre quiseram tal precisão, se este estudioso indica não ser tão necessário?”
Palem não quer acabar com os cálculos exatos, já que eles são primordiais em vários aspectos da vida humana (em especial os que envolvem $$$). O que ele diz é que existem certas aplicações que não precisam de tanta precisão nos cálculos e que poderiam ser atendidos por chips que abram a mão de um pouco de precisão em troca de uma boa economia de energia.