Dos ordenadores, mejor que uno

En la búsqueda de unos ordenadores que sean superrápidos y superinteligentes, los científicos están abandonando un principio básico que ha dirigido el diseño de ordenadores durante un tercio de siglo para seguir un camino totalmente nuevo. En vez de resolver los problemas paso a paso -como hacen la mayoría de los ordenadores actuales-, se pretende que estas nuevas máquinas despiecen los problemas de cálculo y resuelvan simultáneamente los miles o millones de piezas. Este revolucionario tratamiento se conoce con el modesto nombre de proceso en paralelo."Es un salto crucial", dice el doctor Kenneth G. Wilson, premio Nobel de Física, de la Universidad de Cornell y uno de los impulsores de la investigación en estos nuevos superorden adores. "Tenemos en la actualidad cuestiones que nos gustaría resolver, pero que precisan 100.000 veces más capacidad de cálculo de la que actualmente es posible, y la única posibilidad de solución está en el proceso en paralelo".

"Nos encontramos en un punto crucial de la historia de los ordenadores", dice el doctor Salvatore Stolfo, experto en ordenadores de la Universidad de Columbia. "Dentro de 50 años, la gente contemplará esta transición con un respeto casi religioso".

A pesar de la importancia de este salto, su principio es bastante sencillo: dos cabezas son mejor que una. Así, los científicos están en el proceso de combinar 2, 4, 16 y hasta un millón de ordenadores individuales para trabajar simultáneamente en un solo problema.

La meta no es un inmenso aumento de la rapidez, sino en con seguir máquinas que funcionen de formas completamente nuevas y sorprendentes. Como paso final, los científicos esperan alcanzar uno de los sueños más acariciados y audaces: crear máquinas que piensen y aprendan.

Superar el método de Von Neumann

El iniciador de la era de los ordenadores, el hombre que estableció el tratamiento paso a paso y consiguió que funcionara con éxito, fue John von Neumann. Su método serial, desarrollado en los años cuarenta, fue la base de todos los ordenadores que siguieron.Simplificando, el aspecto básico consiste en que los datos e instrucciones salen de la memoria del ordenador a través de un solo conducto y pasan a la unidad central de proceso (CPU). Las instrucciones son ejecutadas por el procesador con los datos elegidos y su resultado es devuelto a la memoria.

Los sorprendentes resultados conseguidos durante décadas por las máquinas de Von Neumann no se debieron a cambios sustanciales de su forma de trabajar, sino a que los ingenieros lograron integrar circuitos cada vez más potentes en espacios cada vez más reducidos. Primero se utilizaron válvulas; después se introdujeron transistores, y a continuación, diminutos chips de silicio, que fueron los que más impulso dieron al proceso. El resultado fue un incremento de la rapidez.

Pero esa marcha ascendente ha empezado a perder fuerza. Los expertos en ordenadores manifiestan que hay ciertas dificultades físicas fundamentales que demoran el ritmo a que se pueden reducir los chips. Los cables solamente pueden tener un calibre determinado. Los transistores de un chip solamente pueden llegar a un cierto grado de miniaturización. Estas dificultades son las que están obligando a los científicos a pensar en los ordenadores de formas totalmente nuevas, tal como la de combinar procesadores para que trabajen en paralelo.

Después de todo, el cerebro humano utiliza el proceso en paralelo. El doctor Tomaso Poggio, físico del laboratorio de tecnología de inteligencia artificial del Instituto Tecnología de Massachusetts, dice que las neuronas del cerebro trabajan aproximadamente un millón de veces más lentas que el silicio. La razón de que, a pesar de eso, el cerebro funcione tan bien dice, es que en muchos casos las neuronas trabajan en tándem. "Por su baja velocidad", dice, "es la única forma de que el cerebro realice las cosas tan extraordinarias que realiza".

Las firmas comerciales de ordenadores ya han empezado a introducirse en el proceso en paralelo. Cray Research Incorporated, de Minneapolis, que fabrica algunos de los superorden adores más potentes del mundo, acaba de introducir una máquina, el multiprocesador experimental o X-MP, que puede operar simultáneamente hasta con cuatro procesadores, según dice Robert Gaertner, uno de los vicepresidentes de Cray.

También Denelcor Incorporated, de Aurora (Colorado), ha introducido una línea de superordenadores que pueden combinar hasta 16 ordenadores individuales. Según dice Darrel McGinnes, director de producción y planificación de Denelcor, ya se ha vendido una versión limitada de este sistema de 16 procesadores al Laboratorio de Investigación Balística del Ejército, al Laboratorio Nacional de Los Álamos, al Laboratorio Nacional Argonne y a una firma aeroespacial de la RFA.

Miles de formas

Pasando de 16 ordenadores, la búsqueda del paralelismo entra en el campo de la investigación pura, siendo enorme la cantidad de posibles planteamientos. Según un tablón de anuncios de la National Academy of Sciences, se han presentado hasta el momento más de 70 diseños de máquinas paralelas, elaborados por grupos universitarios e industriales de todo el mundo."Algunos problemas no se prestan al paralelismo", escribió recientemente Robert E. Kahn, de la Oficina de Proyectos de Investigación Avanzada para la Defensa, una de las principales fuentes de fondos para el proceso en paralelo. "La planificación y el razonamiento parecen contener un componente secuencial al que se suman momentos de gran actividad para investigar distintas opciones y alternativas".