La Evolución de la Informática en la Era Digital

La Evolución de la Informática
La evolución de la informática ha impactado profundamente todas las industrias. La manufactura, los servicios financieros, la medicina, la ciencia y mas. La capacidad de procesar y analizar grandes volúmenes de datos ha permitido avances significativos en la investigación, la innovación, la productividad y la seguridad. Esta evolución implica también la evolución en los servicios informáticos que son esenciales para el éxito de las empresas. Estos servicios además de ayudar a mejorar la eficiencia y la seguridad, también son impulsadores de innovación.

La evolución del computador ha pasado por varias fases desde sus inicios con tubos de vacío al actual computador móvil personal con un alto nivel de integración de transistores, el poder de los supercomputadores empresariales, el avance de los computadores cuánticos (investigación y simulación cuántica), y el auge de la inteligencia artificial que ha tenido un impacto enorme en la sociedad, permitiendo su aplicación en cualquier industria y tamaño.

La Evolución Digital
La evolución digital es la adopción y perfeccionamiento de tecnologías nuevas y emergentes para el mejoramiento de la eficiencia empresarial, reducción de costos, superar a los competidores, lograr mejores resultados y la permanencia en el mercado. La evolución digital avanza a un ritmo rápido y promete intensificarse en los próximos años, pero debemos recordar que no siempre fue así. Los primeros data center fueron salas de computadores dentro de las oficinas de la empresa y emitían una gran cantidad de calor. Las maquinas no se conectaban a ningún otro computador o red externa.

La Era Digital
La Era Digital se refiere a la época actual que ofrece un espacio virtual en la internet, este espacio se caracteriza por la velocidad de las comunicaciones que ha transformado el entorno social en el que vivimos, hasta nuestra forma de interactuar, nuestra cultura y la instantaneidad de las cosas.

Transformación Digital
La transformación digital se refiere al proceso mediante el cual una organización integra tecnología digital a todas las áreas de la empresa. Este proceso cambia completamente la forma en que una organización ofrece valor a los cliente. Para una empresa tradicional, el esfuerzo de transformación digital es un trabajo continuo en el tiempo para el cambio cultural que se requiere y la adopción de las tecnologías, mas los costos que implica el cambio tecnológico, mientras que para los emprendimientos nuevos ya son nativos digitales.

Virtualización Contenedores y Nube

Virtualización
Dada la potencia de los servidores actuales y el avance de la tecnología informática, es posible aprovechar de mejor forma los recursos de computación, mediante la virtualización, la cual permiten gestionar y hacer mas eficiente el uso de los recursos para cargas de trabajo que ayudan a resolver muchos de los problemas actuales de las diferentes industrias y la ciencia, permitiendo también la reducción de costos operativos.
Se puede mencionar algunas tecnologías para crear entornos virtuales, denominados invitados: virtualización completa, paravirtualización y virtualización de sistema operativo, entre otras.

Nube Publica y Privada
Por otro lado, el uso de servidores locales tiene algunas limitaciones que vienen a resolver las tecnologías de nube, como ejemplo la elasticidad que permite ajustar la demanda de recurso automáticamente, el control de costos por uso de recursos, la rapidez del despliegue, la disponibilidad geográfica, procesamiento sin servidores y mas. Las empresas pueden subir sus cargas de trabajo a las nubes publicas, nubes privadas o nubes hibridas, esta ultima es un tipo de informática en la nube que combina la infraestructura del entorno local, o una nube privada, con una nube publica.

Contenedores y Orquestadores
Respecto de los contenedores y su gestión, mediante agrupaciones y orquestadores, son tecnologías que apoyan la eficiencia del uso de recursos físicos y virtuales, permiten mejorar la velocidad del despliegue de aplicaciones y su uso puede ser en entornos virtualizados, en la nube y entornos físicos. La orquestación de contenedores automatiza y simplifica la implementación y gestión de aplicaciones en contenedores.
Dada la gran variedad de tecnologías informáticas disponibles en la actualidad, las empresas pueden trabajar con entornos híbridos para procesar los datos donde se generen ya sea en el extremo, la nube o en el data center, lo cual permite ejecutar cargas de trabajo, donde el negocio lo requiere y también considerando las regulaciones sobre la protección de los datos en cada país.

Computación a Exaescala

Supercomputador a Exaescala
De acuerdo con TOP500.org la compañía HPE ocupa el primero y segundo lugar con dos supercomputadores a exaescala. Frontier (USA) y Aurora(USA) respectivamente.
HPE ha desarrollado cuatro de los 10 sistemas mas rápidos del mundo y la mayoría de los 10 supercomputadores con mayor eficiencia energética. El supercomputador LUMI ocupa el puesto cinco ubicado en Finlandia y Alps en el puesto seis ubicada en Suiza.

HPE presento Venado en el evento de Las Vegas (2024) el supercomputador mas rápida y eficiente del mundo. Venado (Los Alamos-USA) aparentemente es capaz de proporcionar 10 exaFLOPS de potencia para cargas de trabajo de IA, considerando que la actual numero uno del ranking TOP500, Frontier solo proporciona 1,194 petaFLOPS de potencia para cargas informáticas.

La Era Exaescala
La nueva era de la computación a exaescala ha comenzado superando la barrera del exaFLOPS de operaciones informáticas de punto flotante por segundo (o un trillón de operaciones de punto flotante por segundo), con los supercomputadores Frontier y Venado indicados en el ranking de mas arriba, redefiniendo la velocidad y el poder del procesamiento marcando el inicio de una nueva era, con lo cual se expande exponencialmente los limites de la ciencia y la ingeniería. Sin embargo, la supercomputación trae nuevos desafíos y retos para el futuro próximo, a saber la eficiencia energética será fundamental para encontrar nuevas tecnologías para procesadores y la creación de nuevas aplicaciones que permitan utilizar este monstruoso poder de computo.

CPU NVIDIA Grace
HPE anuncio en Las Vegas su alianza estratégica con NVIDIA para incorporar en su supercomputador (Venado) la nueva generación de CPU NVIDIA Grace, diseñado para resolver los problemas de computación mas grandes del mundo. En la medida que aumenta la complejidad de los modelos, la computación acelerada y la eficiencia energética se hacen mas criticas para cumplir los requerimientos de demanda de la IA. La CPU NVIDIA Grace se creo para proporcionar el mas alto rendimiento y cuenta con 144 núcleos ARM en un solo socket.

Inteligencia Artificial Generativa vs General

Una Clasificación de IA
Durante años la inteligencia artificial (IA) ha sido un tema de interés en el mundo tecnológico, pero hoy se ha vuelto un tema candente gracias a las supercomputadoras que han permitido la ejecución de modelos con millones de parámetros.
La IA esta compuesta por varios subconjuntos, los principales son:
Aprendizaje Automático, Aprendizaje Profundo, Robótica, Redes Neuronales, Procesamiento de Lenguaje Natural y Algoritmos Genéticos.

La IA se puede clasificar en niveles, considerando la clasificación por nivel de inteligencia son tres:
Inteligencia Artificial Estrecha (ANI), también conocida como IA débil, este tipo tiene un rango limitado de capacidades y se enfocan en una sola tarea.
Inteligencia Artificial General (AGI), aun en proceso de investigación, llegando a este nivel se espera que las maquinas sean tan capaces como los humanos, pudiendo imitar las funciones cerebrales mas complejas.
Super Inteligencia Artificial (ASI), en este nivel se espera que las maquinas puedan hacer los procesos de reflexión y análisis de un humano y aun mas capaces.

Diferencia GenAI y AGI
Hay dos términos que a menudo surgen en los debates recientes sobre la IA, estos son: IA Generativa (GenAI) e IA General (AGI), pero ¿Cuál de estas es el futuro de la IA?. Tal vez un poquito de ambas. Primero veamos la diferencia, GenAI se centra en la creatividad y la generación de nuevos contenidos, es un subcampo mas especifico de la IA centrado en la generación de contenido, puede proponer soluciones innovadoras basadas en patrones que reconoce, pero no esta del todo en AGI, es de nivel de IA estrecha (ANI). Mientras que AGI pretende lograr las capacidades cognitivas comparables a las de los humanos en diversos campos. El concepto de AGI ha sido un sueño para los investigadores de IA durante décadas, la idea de crear una maquina que pueda pueda aprender y comprender como un humano es a la vez apasionante y desalentadora. Los campos de aplicación es transversal a todas las industrias y la ciencia, algunos casos de usos: Visión por computadora, Audio, Voz, Texto, Video, Conducción automática de automóviles, Seguridad, Vigilancia, Reconocimiento Biométrico, etc.
La AGI y la GenAI, son dos enfoque de inteligencia artificial que proporcionan sinergia en beneficio de ambos, la AGI puede beneficiarse de las capacidades especializadas de la GenAI en dominios específicos, mientras que la GenAI puede aprovechar la AGI para mejorar su comprensión contextual y generar contenidos mas sofisticados y matizados.

Contenido Generado por LLMs
Un ejemplo de IA generativa (GenAI) es el Procesamiento de Lenguaje Natural (NLP). Modelo como GPT-3 de OpenAI y BERT de Google generan texto coherente y contextualmente relevante, lo que permite la creación de aplicaciones sofisticadas. OpenAI ha presentado un nuevo modelo de lenguaje Natural Grande (LLM) o1, con aprendizaje por refuerzo (RL) para realizar razonamientos complejos. El modelo o1 «piensa» antes de responder, puede producir una larga cadena interna de pensamiento antes de responder.
Mucho del contenido de este sitio web es generado por algún tipo de tecnología de IA, por ejemplo, las imágenes de esta pagina son generadas por IA. En un futuro próximo será muy difícil diferenciar entre un contenido generado por una IA y uno original.

Agentes de IA
Se espera que en el futuro próximo, los agentes de IA desencadenen una mayor productividad y potencialmente una mejora masiva en la toma de decisiones. Por ello, emprendedores y los gigantes de tecnologías intentan migrar de los chatbots que ofrecen ayuda a través de texto a agentes de IA capaces de tener listas de distintas tareas. Los modelos generativos son los grandes cerebros que pueden generar nuevas ideas para resolver un problema, pero no pueden implementarlas, luego los agentes de IA son los que pueden ejecutar e implementar una amplia gama de tareas.

Iniciativas Agentes de IA
Como ejemplo es el agente de IA de Cognition AI, llamado Devin y ha sido probado realizando un trabajo que hacen ingenieros de software, Devin planifica como resolver un problema, escribiendo el código y luego probándolo e implementándolo. Por otro lado un agente de AI llamado SIMA de Google DeepMind, juega videojuegos y aprende viendo a gamers haciendo muchas tareas complejas, incluso lo mas significativo es que puede realizar muchas de estas acciones con éxito en un juego desconocido.

La Informática y la Industria 4.0

Que es y Como Funciona Industria 4.0
La industria 4.0 se entiende como la integración de tecnologías digitales inteligentes en la fabricación y los procesos industriales. Ejemplos de tecnologías que se pueden incluir son, computación en la nube, redes industriales de IoT, IA, Big Data, robótica y automatización. Las cuales permiten innovaciones tecnológicas a una velocidad cada vez mas rápido.
Las tecnologías de la industria 4.0 permiten avances importantes en la relación hombre-maquina, logrando una producción mas autónoma y ágil basada en datos e información que permiten a las empresas que las integran ser mas eficientes con procesos optimizados en costos y tiempo, además de reducir los desperdicios y errores.

Evolución Industria 4.0
La industria 4.0, conocida como la era cibernética, incluye todos los avances conseguidos en las revoluciones anteriores de la automatización, eléctrica y mecánica. Esta nueva industria 4.0 permite una producción mas flexible y una personalización asequible.

Características Industria 4.0
Algunas características de la industria 4.0 son: Permite el monitoreo en tiempo real de dispositivos, maquinas y datos, facilitando la detección y solución de problemas mas rápido. Permite gestionar todos los procesos a distancias gracias a la virtualización, los sensores, los datos en la nube y la conectividad. Permiten la descentralización dado que las maquinas son inteligentes, pueden autorregularse en función de los cambios y la demanda del mercado. Permiten la intercomunicación entre los sistemas y maquinas que están conectados entre si.

Gemelos Digitales (Digital Twins)
Los gemelos digitales o digital twins son modelos virtuales que reflejan con exactitud un objeto físico, proceso industrial, sistema o fabrica. Entonces los gemelos digitales son clones por software de un sistema físico productivo. Se utilizan para simular y estudiar el comportamiento de un proceso industrial o producto digital para luego adaptar las soluciones al proceso o producto real de manera eficiente, minimizando riesgos y costos operativos. Esta tecnología fusiona de forma eficiente el internet de las cosas (IoT), la inteligencia artificial (AI), el aprendizaje automático (Maching Learning) y el análisis de los datos (Data Science).
Los gemelos digitales son una tecnología desarrollada en la industria 4.0 para replicar virtualmente procesos industriales reales, para analizar y experimentar con objetos físicos existentes con escenarios hipotéticos que permiten predecir comportamientos. Se pueden crear digital twins de cualquier cosa, desde un motor a algo tan complejo como un avión, una fabrica o una ciudad. Los gemelos digitales constan de tres partes: el producto físico, el producto virtual y las conexiones que se generan entre ambos. El resultado final que se genera con la versión digital dependerá de la cantidad de datos que se utilicen en actualizarlo y fabricarlo.

Informática Industrial
Es la aplicación de la tecnología informática a los procesos industriales y sistemas productivos para automatizar tareas, controlar procesos, recolectar datos y tomar decisiones. Hoy con la industria 4.0 es fundamental la aplicación de esta tecnología en las empresas que buscan formas de mejorar su eficiencia, productividad, competitividad, vigencia en el mercado y la informática industrial ofrece ventajas claves para este propósito. La informática industrial esta en constante evolución y en la medida que la tecnología informática avanza esta se vuelve cada vez mas sofisticada, por ello se espera que la informática industrial se utilizara para automatizar aun mas tareas, controlar procesos cada vez mas complejos y la recolección de datos y análisis mas eficientes para una mayor eficiencia en la productividad y competitividad en el ámbito industrial

Áreas Claves
Las áreas claves donde se puede obtener ventajas con la aplicación esta tecnología es la automatización de tareas rutinarias ejecutadas por humanos para obtener mayor eficiencia y productividad, reducción de costos y desperdicios. En el control de procesos complejos, como la fabricación o la distribución para asegurar eficiencia y mas seguridad. En la recolección de datos de procesos industriales para mejorar la calidad de los datos, mejorar el rendimiento, detectar problemas y la tomar de decisiones basadas en datos. Esto puede llevar a las empresas a una mayor eficiencia y rentabilidad.