TPU 3D Printing vs. Tensor Processing Unit: A Guide to the Two Worlds of TPU

Este nombre abreviado, TPU, representa dos tecnologías muy diferentes que están cambiando el mundo. Este artículo es mi forma de explicar la diferencia para que sea fácil de entender. ¿Alguna vez has sentido curiosidad por el TPU? Quizá quieras fabricar piezas flexibles con una impresora 3D. O tal vez quieras acelerar la IA. Si es así, este post es para ti. Te explicaré ambas cosas de forma sencilla, para que sepas exactamente qué TPU necesitas para tu trabajo.

¿Cuál es la gran confusión sobre el acrónimo TPU?

Es fácil entender por qué la gente se confunde. Por un lado, tenemos TPU para impresión 3D. Se trata de un material real que se puede sostener en la mano. Es un tipo de plástico. Se puede considerar una mezcla de caucho y plástico. Cuando la gente habla de hacer fundas flexibles para el móvil o sellos resistentes con una impresora 3D, normalmente se refieren a este magnífico material TPU. Se trata de hacer cosas reales con características especiales. He visto utilizar este TPU para crear muchas cosas. Por ejemplo, puede hacer un agarre suave al tacto en una herramienta eléctrica o un nuevo diseño para la suela de un zapato.

En el otro lado de la tecnología, tenemos la Unidad de Procesamiento Tensorial. Esto también se llama TPU. Esta TPU no es un material que se pueda tocar. Es una parte de un ordenador, un chip especial fabricado por Google. Puedes pensar en él como un cerebro superrápido que está hecho para hacer un solo trabajo. Ese trabajo es la inteligencia artificial y el aprendizaje automático. Cuando oyes a los ingenieros hablar de formación modelos de aprendizaje automático o haciendo cálculo más rápido, están hablando de este potente TPU. Este TPU es un circuito integrado de aplicación específica. Es una forma elegante de decir que se trata de un chip construido para un único trabajo. Su propósito es resolver los enormes problemas matemáticos necesarios para cosas como procesamiento del lenguaje natural. Hace muy bien su trabajo. La confusión tiene sentido, pero conocer la diferencia es importante.

Hablemos de impresión 3D: ¿Qué es el poliuretano termoplástico (TPU)?

Analicemos detenidamente el primer TPU: Poliuretano Termoplástico. Este es mi material flexible favorito para usar con una impresora 3D. Básicamente, el TPU es una especie de hilo de plástico flexible, llamado filamento. Forma parte de un grupo mayor de plásticos llamados elastómeros termoplásticos (TPE). Lo que hace especial al TPU es su mezcla única de características. Tiene un tacto similar al caucho y puede estirarse muy bien. Pero también es un termoplástico. Esto significa que se puede calentar para fundirlo y darle forma. Por ejemplo, en la impresora 3D extrusora. Cuando se enfríe, mantendrá esa forma.

La magia del TPU se debe a cómo está hecho. Se compone de partes duras y partes blandas. Las partes duras le dan resistencia y durabilidad. Las partes blandas le dan esa gran flexibilidad y capacidad de estiramiento. Por eso una pieza de TPU puede doblarse y estirarse sin romperse. Después, volverá a su forma original. Los distintos tipos de filamento de TPU tienen diferentes niveles de dureza. Esto se mide en una escala llamada Dureza Shore. Esto te permite elegir la cantidad perfecta de flexión para tu proyecto. Puedes hacer cualquier cosa, desde un juguete blando hasta una pieza dura y algo rígida para una máquina. El TPU puede utilizarse de muchas maneras.

¿Por qué debería utilizar TPU para la impresión 3D?

Esta pregunta me la hacen a menudo. La gente pregunta por qué elegir TPU en lugar de otros materiales. La respuesta es sencilla: el TPU ofrece una combinación de ventajas que no se encuentran en otros materiales. Lo más importante es su mezcla de resistencia y flexibilidad. Una pieza impresa en TPU puede soportar un uso rudo. Tiene una gran resistencia al impacto. Esto significa que se puede dejar caer o golpear y no se romperá en pedazos. También tiene una fantástica resistencia a la abrasión. Por lo tanto, no se desgastará fácilmente por el roce. Esto lo hace perfecto para piezas que necesitan moverse, doblarse o recibir golpes.

Otra razón por la que a menudo sugiero la impresión 3D en TPU es su resistencia química. Muchos filamentos de TPU resisten bien aceites, grasas y muchos productos químicos comunes. Esta es una gran ventaja en aplicaciones industriales y de automoción. Además, los TPU ofrecen una gran durabilidad. Las piezas fabricadas con TPU duran mucho tiempo, incluso cuando las condiciones son duras. Puede ser un poco más difícil de imprimir en 3D que los plásticos normales. Pero las piezas finales merecen el esfuerzo. Cuando se necesita una pieza resistente, flexible y que dure mucho tiempo, el TPU es casi siempre la mejor opción. Las propiedades mecánicas del TPU son simplemente muy buenas para este tipo de trabajos.

¿Cuáles son los mejores casos de uso para una pieza de TPU impresa en 3D?

Esta es la parte emocionante. Debido a sus características especiales, TPU se puede utilizar de muchas maneras grandes. Personalmente, he utilizado TPU para muchos proyectos diferentes. En el ámbito de los bienes de consumo, el TPU está por todas partes. Piense en las fundas flexibles para teléfonos y las correas para relojes. Piense también en las empuñaduras suaves al tacto de las maquinillas de afeitar o los cepillos de dientes. Son ideales para aplicaciones que requieren un tacto suave y una gran durabilidad. La impresión 3D de TPU permite hacer diseños personalizados y pequeñas cantidades de estos artículos. Esto lo convierte en una opción muy rentable.

En ámbitos más técnicos, el TPU es muy útil. En el mundo de la automoción, se utiliza para fabricar juntas, sellos y tubos flexibles a medida. Su capacidad para resistir productos químicos y sacudidas lo convierte en una gran elección. También he visto usos sorprendentes en dispositivos médicos. El TPU no es nocivo y puede limpiarse para que no contenga gérmenes. Por ello, se utiliza para cosas como revestimientos personalizados para miembros artificiales y guías flexibles para cirugía. La capacidad de imprimir en 3D piezas flexibles con geometría difícil nos permite hacer cosas nuevas. Para cualquier proyecto en el que necesites piezas que requieran una mezcla de suavidad, resistencia y dureza, deberías pensar en utilizar TPU.

¿Qué es una unidad de procesamiento de sensores (TPU)?

Cambiemos ahora de tema y hablemos de la otra TPU: la Unidad de Procesamiento de Tensores. Se trata de un chip informático especial. Como dije antes, es un circuito integrado de aplicación específica (ASIC). Imagine una herramienta para muchos trabajos, como una llave inglesa ajustable. Es como un chip de ordenador normal (una CPU). Puede realizar muchas tareas diferentes bastante bien. Imagínese una llave especial para un solo tipo de tornillo. Se ajusta a la perfección y funciona muy rápido para ese único trabajo. Eso es una Unidad de Procesamiento Tensorial. Su único trabajo es hacer un cierto tipo de matemáticas. Esta matemática se llama cálculo tensorial, y se utiliza en el aprendizaje automático.

Google creó la Unidad de Procesamiento Tensorial para agilizar las tareas de aprendizaje automático. La IA moderna, especialmente modelos de aprendizaje profundonecesita un gran número de cálculos. Una CPU normal tardaría mucho tiempo en hacer este trabajo. La Unidad de Procesamiento de Tensores está construida desde el principio para hacer estas tareas específicas. Esto hace que todo el proceso sea mucho más rápido y eficiente. Esta TPU no es algo que se compra para el ordenador de casa. Es una potente herramienta utilizada en enormes centros de datos. Ayuda a ejecutar productos o servicios como Google Search, Translate y Photos. La TPU también utiliza una menor cantidad de energía para este trabajo que otros chips.

¿Cómo funcionan las TPU en comparación con las CPU y las GPU?

Para entender realmente qué hace especial a una Unidad de Procesamiento de Tensores, resulta útil compararla con los chips que ya conoces. Se trata de las CPU y las GPU. Una CPU (Unidad Central de Procesamiento) es el cerebro del ordenador. Está hecho para el trabajo general. Está diseñada para manejar todo tipo de tareas una a una, como hacer funcionar el sistema de tu ordenador o abrir una página web. Es flexible, pero no la más rápida para hacer la misma tarea sencilla una y otra vez al mismo tiempo. Una GPU (Unidad de Procesamiento Gráfico) está hecha para un trabajo más específico. Se creó para crear las imágenes de los videojuegos. Esto implica hacer miles de cálculos sencillos a la vez para crear imágenes. Esta capacidad de hacer muchas cosas a la vez convirtió a las GPU en una buena opción para el aprendizaje automático durante mucho tiempo.

La Unidad de Procesamiento de Tensores es aún más especializada. Las GPU pueden hacer muchas cosas a la vez. Pero una TPU está diseñada sólo para la multiplicación de matrices en el centro del cálculo de redes neuronales. Tiene un gran número de calculadoras simples en un chip. También tiene memoria de gran ancho de banda para darles datos rápidamente. Esto significa que una TPU puede manejar grandes cantidades de datos. Puede realizar estos importantes cálculos mucho más rápido y con menos energía que una GPU potente. Esta es la razón por la que las TPU se utilizan para entrenar sistemas muy grandes. modelos de aprendizaje profundo. Puedes pensarlo así. Si una CPU es un único trabajador cualificado, una GPU es un equipo de trabajadores. Una TPU es toda una línea de fábrica hecha para una sola cosa. CPU y GPU son geniales, pero para los grandes Aplicaciones de IAel TPU suele ser una opción más adecuada.

¿Por qué es tan importante una unidad de procesamiento tensorial para la IA?

El crecimiento de la Unidad de Procesamiento de Tensores está relacionado con el rápido crecimiento de la inteligencia artificial. En la actualidad aplicaciones de aprendizaje automático necesitan dos cosas principales. Necesitan grandes cantidades de datos y mucha potencia informática para trabajar con esos datos. La TPU les proporciona esa potencia. Sin un hardware especial como la TPU y las potentes GPU, la IA no habría crecido tan rápido en los últimos diez años. Entrenar modelos difíciles llevaría demasiado tiempo y costaría demasiado dinero.

Una Unidad de Procesamiento de Tensores permite construir y utilizar IA más avanzada. Por ejemplo, permite crear modelos lingüísticos más correctos y complejos. También ayuda a potenciar los sistemas de visión por ordenador. Estos sistemas pueden encontrar objetos en fotos y vídeos a una velocidad asombrosa. En resumen, la TPU es una herramienta muy importante para todo el campo de la IA. Permite a investigadores y empresas probar ideas más rápidamente, construir modelos más grandes y mejores, y dar a conocer las bondades de la IA a más gente. Este hardware especial es una parte básica e importante de los sistemas de IA actuales. La TPU es un potente motor de cálculo.

TPU frente a TPU: Una comparación cara a cara

Para dejar las cosas muy claras, he elaborado una sencilla tabla. Muestra las diferencias entre los dos tipos de TPU. Verlos uno al lado del otro muestra realmente lo diferentes que son.

Como puedes ver, no tienen nada en común salvo su nombre. Uno trata de hacer cosas en el mundo real. La otra sirve para trabajar con información en el mundo digital. Ambas son tecnologías muy útiles, pero para fines totalmente distintos.

¿Existen materiales similares al TPU para la impresión 3D?

Cuando trabajo en algo que debe ser flexible, suelo elegir el TPU. Pero es útil conocer otras opciones. El principal grupo de materiales similares al TPU son otros TPE (elastómeros termoplásticos). El TPU es en realidad un tipo de TPE. Otros filamentos de TPE pueden ser un poco más blandos o estirarse más. Pero pueden ser incluso más difíciles de imprimir en 3D. Otra opción es el TPC (Copoliéster Termoplástico). Ofrece una buena flexibilidad y soporta mejor el calor y la luz solar que muchos filamentos de TPU.

Para comparar, veamos un plástico duro común como el PLA o uno fuerte como el Nylon. El PLA es muy fácil de imprimir, pero se rompe con facilidad. El nylon es muy fuerte y tiene una gran durabilidad, pero es duro, no flexible. Así que, cuando necesites ese rebote y flexión gomosos, ninguno de estos puede ocupar el lugar del TPU. Elegir el material adecuado para imprimir en 3D depende siempre de lo que necesite hacer tu pieza. Las propiedades del TPU, especialmente su excelente resistencia a la abrasión y excelente resistencia a la tracciónde la UE, lo convierten en una gran opción para 3d flexible partes.

TPU Preguntas más frecuentes (FAQ)

Para terminar, respondamos a algunas preguntas frecuentes que escucho sobre ambos tipos de TPU.

¿Es difícil imprimir TPU en 3D? Puede ser más difícil de imprimir en 3D que los materiales duros. Debido a que el filamento de TPU es tan flexible, a veces puede doblarse o atascarse en la impresora 3D. extrusora. Pero, con los ajustes adecuados, se pueden obtener grandes resultados. Por ejemplo, es importante utilizar una velocidad de impresión más lenta y la cantidad adecuada de tracción. Cambiar cosas como el grosor de la pared y la retracción es importante para un buen acabado de la superficie y para mantener su integridad estructural.

¿Qué tipo de TPU debo utilizar para mi impresora 3D? Los filamentos de TPU vienen en diferentes Dureza Shore clasificación. Un número más bajo (como 85A) es muy blando y flexible. Un número más alto (como 95A) es más rígido y más fácil de imprimir. Para la mayoría de las piezas de TPU flexible de uso general, un TPU 95A es un buen punto de partida. Algunos son a base de poliésterque pueden cambiar sus características.

¿Puedo comprar una Unidad de Procesamiento de Tensores (TPU)? Por lo general, no. Una Unidad de Procesamiento de Tensores no es como una CPU o GPU que puedes comprar y poner en tu propio ordenador. Google las utiliza sobre todo en sus propios centros de datos. Pero puedes obtener la potencia de las TPU a través de los servicios de Google Cloud Platform. Esto permite a cualquiera pagar por utilizar estas potentes máquinas para entrenar sus propios modelos de aprendizaje automático.

¿Es mejor una unidad de procesamiento de tensor que una GPU para todas las tareas de IA? No siempre. Una TPU está hecha para ser muy buena en la parte de entrenamiento para modelos de aprendizaje profundo. Pero las GPU siguen siendo muy útiles y potentes. Para algunos tipos de aplicaciones de aprendizaje automático o para la parte de "inferencia" (procesamiento de datos en el usuario o cerca de él), una GPU podría ser una opción mejor o más barata. El mundo de la CPU y GPU y las TPU siempre está cambiando.

Key Takeaways to Remember

• Dos tipos de TPU: El nombre TPU puede significar tanto Poliuretano Termoplástico, un material flexible para impresión 3D, como Unidad de Procesamiento Tensorial, un chip informático para IA.
• TPU para impresión 3D: Se trata de un plástico fuerte, flexible, similar al caucho, con gran resistencia al impacto y a la abrasión, que se utiliza para fabricar piezas del mundo real.
• TPU para IA: Se trata de un procesador especial (Tensor Processing Unit) fabricado por Google para que el cálculo de IA para modelos de aprendizaje automático sea mucho más rápido y consuma menos energía.
• Conozca su caso de uso: La TPU adecuada para usted depende totalmente de su proyecto. Estás construyendo un objeto real o un programa de IA?
• Mundos diferentes: aunque tengan el mismo nombre, estas dos tecnologías se utilizan en ámbitos totalmente distintos y no hacen las mismas cosas.