Ingenieros del MIT convierten el calor residual en potencia informática con nuevas estructuras de silicio

Los ingenieros del MIT han convertido una molestia electrónica común -el calor residual- en un recurso computacional. En un estudio publicado en la revista Physical Review Applied, los investigadores revelan unas estructuras microscópicas de silicio capaces de realizar cálculos matemáticos utilizando calor en lugar de electricidad.

El equipo de investigación, formado por el estudiante universitario Caio Silva y el científico investigador Giuseppe Romano, utilizó una técnica denominada diseño inverso para crear estas estructuras. Introduciendo la funcionalidad deseada en un sistema de software, los algoritmos generaron geometrías de silicio complejas y llenas de poros, aproximadamente del tamaño de una partícula de polvo. Estas estructuras guían el flujo de calor para realizar la multiplicación vectorial de matrices -la matemática fundamental detrás de los modelos de aprendizaje automático como los Modelos de Lenguaje Amplio (LLM)- con más del 99% de precisión en las simulaciones.

La mayoría de las veces, cuando se realizan cálculos en un dispositivo electrónico, el calor es el producto de desecho. A menudo se quiere eliminar todo el calor que se pueda. Pero aquí, hemos adoptado el enfoque opuesto utilizando el calor como una forma de información en sí misma y demostrando que la computación con calor es posible. - Caio Silva, autor principal del trabajo.

Para superar la limitación física de que el calor sólo fluye de caliente a frío, el equipo dividió las matrices objetivo en componentes positivos y negativos, procesándolos a través de estructuras separadas. También ajustaron el grosor del silicio para controlar la conducción del calor con mayor precisión.

Aunque la tecnología se enfrenta a obstáculos relacionados con el ancho de banda y el escalado para tareas complejas de aprendizaje profundo, tiene un potencial inmediato en la gestión térmica. Las estructuras podrían detectar de forma autónoma el sobrecalentamiento o los gradientes de temperatura en los componentes electrónicos sin necesidad de alimentación externa ni sensores digitales. El equipo pretende ahora desarrollar estructuras programables capaces de realizar operaciones secuenciales.