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Hardware Dedicado

El hardware de propósito especial para máquinas que jugasen ajedrez apareció por vez primera a mediados de los 70 iniciando un rápido proceso de sofisticación y mejoras. El primero de estos sistemas fue diseñado utilizando componentes que podrían ser clasificados como circuitos integrados de mediana escala. Cada chip estaba constituido por 10 a 100 componentes lógicas. Los circuitos más recientes han sido diseñados con tecnología VLSI. Uno de los ejemplos más populares fue el diseño de la computadora Deep Thought, la cual tanto en su generador de movimientos y función de evaluación poseían componentes a nivel de Hardware.

El suceso del hardware dedicado para ajedrez ha estimulado su utilización en otras problemas de Inteligencia Artificial dependientes de búsqueda. El primer hardware de ajedrez fue desarrollado en el año 1976. El objetivo de su diseño fue atacar la generación de movimientos, proceso que involucraba mayor cantidad de tiempo a los programas de ajedrez. La idea era entregar al hardware una posición y que éste retornase una lista con movimientos en la misma manera en la cual un multiplicador recibe dos argumentos y retorna un producto. Posterior a la generación de movimientos el trabajo realizado por un programa en la función de evaluación es el siguiente en mayor consumo de tiempo y un número importante de evaluadores a nivel de hardware fue construido.

En 1976 Joe Condon y Ken Thompson [42] desarrollaron un prototipo de generador de movimientos a nivel de hardware constituido por 25 chips para el programa de ajedrez BELLE. Este programa presentaba un nivel de búsqueda de 200 posiciones por segundo.

En 1978 un segundo prototipo de BELLE con un hardware constituido de 325 chips lograba analizar 5.000 posiciones por segundo. El hardware cumplía las funciones de generador de movimientos, función de evaluación y mantenedor de las tablas de transposición.

Dos años más tarde el tercer prototipo de BELL estaba constituido por 1.700 chips logrando un nivel de búsqueda de 120.000 posiciones por segundo. El generador de movimientos presentaba 64 circuitos transmisores y 64 circuitos receptores, cada uno correspondiente a las 64 casillas del tablero siendo capaz también de dar un orden al listado de movimientos generado (fundamental para el algoritmo de poda alfa-beta). La función de evaluación fue también diseñada con un conjunto de 64 circuitos. Utilizaba 8 ciclos para evaluar "clavadas, descubiertos, ataques, defensas y aspectos relativos al control de casillas". Una segunda parte del hardware de evaluación utilizaba otros 8 ciclos para analizar la estructura de peones. Este módulo detectaba peones pasados, bloqueados, retrasados, aislados y columnas abiertas o semi abiertas. También existía un evaluador estático de la posición, el cual consideraba el material como factor principal, si bien factores como resguardo del Rey también eran tomados en consideración. Como factor importante, el prototipo incluía una tabla de transposición de 128K. Esta version de BELLE obtuvo varios logros, entre otros el campeonato mundial de Linz en 1983 y el título de Maestro de la Federación de Ajedrez de Estados Unidos.

En 1985 un grupo de estudiantes de la Universidad de Carnegie Mellon bajo la supervisión de Hans Berliner desarrollaron un generador de movimientos y circuitería de propósito especial para evaluar posiciones a gran velocidad. Eveling y Palay desarrollaron la mayor parte del circuito. Su programa, HITECH logró realizar búsquedas de 200.000 posiciones por segundo convirtiéndose en el más fuerte de esos años. Una de las fortalezas de su diseño radicaba en que parámetros extras podían ser añadidos a la función de evaluación siendo computados en paralelo con los ya existentes lo cual no disminuía la velocidad de cálculo. En otras palabras, era factible añadir inteligencia a la función de evaluación sin pérdida de velocidad.

En 1986 un segundo grupo de Carnegie Mellon siguiendo las ideas de BELLE y en cierto grado de HITECH desarrollaron un programa de mayor fortaleza utilizando tecnología VLSI. El sistema "Deep Thought" desarrollado por Feng-hsiung Hsu junto con Thomas Anantharaman y Murray Campbell logró ganar los campeonatos ACM de 1987 y 1988 con una capacidad de búsqueda de 700.000 posiciones por segundo.

Luego en 1993 Feng-hsiung Hsu mejoró el desarrollo a nivel de Hardware de su programa creando una nueva versión aún más poderosa denominada "Deep Blue" la cual hasta el día de hoy es reconocida como la más fuerte máquina de ajedrez cuyo nivel de búsqueda llegó a la cifra de 2.000.000 de posiciones por segundo. La fortaleza en el diseño de hardware dedicado de Deep Blue se basó en el diseño de la circuitería de transistores, según relata el mismo Feng en [8].

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Santiago de Chile, Julio 2003