Cientistas se reúnem para discutir a computação sem clock

Redação do Site Inovação Tecnológica - 16/03/2004

Vários ícones da informática, incluindo Ivan Sutherland, pai da computação gráfica, e Wesley A. Clark, designer do primeiro computador pessoal do mundo, estarão reunidos no próximo dia 26 de Março para um debate patrocinado pela Universidade de Washington (Estados Unidos). O tema da discussão é a adoção de computadores que não possuem "clock". Se eles tiverem razão, no futuro não compararemos mais a velocidade dos computadores em termos de gigahertz ou terahertz.

O "clock", ou relógio, é a forma mais conhecida de se comparar velocidades de processadores. Embora tecnicamente não seja exatamente um espelho exato do desempenho de um chip, a quantidade de gigahertz que cada um deles possui tem uma relação direta com a quantidade de operações que ele consegue fazer em determinado tempo, geralmente um segundo.

O relógio do computador funciona como o chefe dos remadores em um barco, gritando "remem" e garantindo um cadenciamento perfeito entre todas as instruções que devem ser executadas, incluindo a leitura de dados e a devolução dos resultados para quem solicitou. Cada uma das partes do circuito trabalha de forma sincronizada com as demais. Já a computação sem clock é assíncrona, não precisando aguardar nenhuma ordem central para fazer esta ou aquela operação.

"A tecnologia [de computação] com clock é inadequada para lidar com circuitos integrados muito grandes e os sistemas do futuro certamente terão tecnologia sem clock ou uma mistura de tecnologias com e sem clock," afirma o professor Jerome R. Cox, organizador do evento.

Outra analogia muito utilizada quando se fala de computação sem clock é a dos semáforos de trânsito. O trabalho que o processador deve fazer utiliza suas diversas vias internas; o resultado é um funcionamento muito semelhante ao trânsito de uma cidade. O problema é que o número de transistores em cada processador está aumentando rápido demais e um sistema de semáforos pode ser inviável para um volume de bilhões de transistores em um único chip.

À medida que os chips se tornam mais avançados, eles passam a conter um número muito maior de 'circuitos filhos', entranhados no mesmo chip. Para a analogia com um sistema de trânsito, é como pensarmos várias cidades, cada uma com seu sistema de semáforos. Não há sentido em manter sincronizados os semáforos de todas as cidades, como acontece hoje na computação com clock: todos os transistores de um chip obedecem ao mesmo tic-tac.

Os projetistas dos processadores atuais já estão desenvolvendo chips com vários domínios de clock, subdividindo as tarefas de cada um desses domínios. Mas a computação sem clock vai além disso. Imagine, por exemplo, sensores para os semáforos que alteram as cores de acordo com as condições locais, libertando-se do clock central. Um sistema com clock deve esperar até que o semáforo mais demorado em todo o circuito altere sua cor; já num sistema sem clock, os semáforos podem mudar sua cor sem a necessidade de esperar pelos outros que não estejam diretamente envolvidos com a mesma tarefa.

A computação sem clock terá muitas vantagens. Ela deverá facilitar o projeto das fontes de alimentação, reduzir o ruído que um sistema com clock cria e permitir que partes do circuito entrem em estado de hibernação quando ociosos, economizando energia.

Mas estas são, por enquanto, apenas predições de um grupo de entusiastas da nova tecnologia. Espera-se que o simpósio, ao reunir os principais pesquisadores da área, pelo menos dos Estados Unidos, lance algum luz sobre como os engenheiros poderão projetar os chips do futuro. Mesmo questões teóricas ainda precisam ser resolvidas antes que sistemas verdadeiramente sem clock possam ser projetados.

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