Πρωτοποριακό τσιπ της IBM μιμείται τον εγκέφαλο

Μιμούμενο την αρχιτεκτονική του εγκεφάλου, το μεγαλύτερο τσιπ που έχει κατασκευάσει ως σήμερα η IBM λειτουργεί με ένα εκατομμύριο «νευρώνες» και 256 εκατομμύρια «συνάψεις». Η νέα «νευρομορφική» προσέγγιση, εντελώς διαφορετική από την αρχιτεκτονική των σημερινών επεξεργαστών, θα μπορούσε να δώσει στις μηχανές αισθήσεις όπως οι ανθρώπινες.

Το τσιπ TrueNorth της IBM, το οποίο παρουσιάζεται στο εξώφυλλο του τελευταίου τεύχους του Science (ένθετη αριστερά), έχει διαστάσεις 3 επί 3 εκατοστά και συγκεντρώνει 5,4 δισεκατομμύρια τρανζίστορ, περισσότερα από κάθε άλλο τσιπ της ΙΒΜ. Η επιστημονική δημοσίευση είναι διαθέσιμη εδώ.

Η κατανάλωση ενέργειας, ένας κρίσιμος παράγοντας για τις μελλοντικές εφαρμογές, είναι θεαματικά χαμηλή, γύρω στα 70 milliwatt. Συγκριτικά, ένας γρήγορος συμβατικός επεξεργαστής θα είχε περίπου 1.000 φορές μεγαλύτερη κατανάλωση, της τάξης των δεκάδων watt.

To κύκλωμα χωρίζεται σε 4.096 «νευροσυναπτικούς πυρήνες», καθένας από τους οποίους συνίσταται από 256 νευρώνες. Κάθε νευρώνας συνδέεται με 256 διαφορετικούς νευρώνες, δίνοντας στο τσιπ συνολικά 256 εκατομμύρια συνδέσεις, ανάλογες με τις συνάψεις που σχηματίζουν μεταξύ τους οι νευρώνες του εγκεφάλου.

Σε αντίθεση με τους σημερινούς υπολογιστές, στους οποίους ο επεξεργαστής είναι σε διαφορετική θέση από τη μνήμη, η νέα διάταξη ενοποιεί στενά τον επεξεργαστή με τη μνήμη, όπως τονίζει σε άρθρο του ο Δρ Νταρμέντρα Μόντα της IBM, επικεφαλής της ομάδας ανάπτυξης.

Οι διαφορές δεν σταματούν εδώ, αφού το νέο τσιπ δεν τροφοδοτείται με «0» και «1» αλλά με παλμούς ηλεκτρικού ρεύματος. Οι «νευρώνες» που ενεργοποιούνται από αυτούς τους παλμούς επικοινωνούν με γειτονικούς νευρώνες, οι οποίοι με τη σειρά τους αποφασίζουν αν θα παραγάγουν νέους παλμούς.

Το αποτέλεσμα είναι ότι το νέο τσιπ είναι ιδιαίτερα ικανό σε εργασίες παράλληλης επεξεργασίας όπως η μηχανική όραση και η μηχανική ακοή -εργασίες στις οποίες οι σημερινοί υπολογιστές τα βρίσκουν σκούρα.

Σε δοκιμή που πραγματοποίησε η ομάδα του Δρ Μόντα, το τσιπ ανέλυσε σε πραγματικό χρόνο ένα βίντεο και αναγνώρισε τους πεζούς, τα αυτοκίνητα, τα ποδήλατα και άλλα οχήματα στο δρόμο.

Οι αισθητηριακές ικανότητες της νέας αρχιτεκτονικής, τονίζει ο ερευνητής, μπορούν να αυξάνονται επ΄αόριστον με τη σύνδεση όλων και περισσότερων τέτοιων τσιπ σε ένα σύστημα. Η IBM μάλιστα ήδη δοκιμάζει συστήματα με 16 εκατομμύρια νευρώνες και 4 δισεκατομμύρια συνάψεις.

Το πρόβλημα όμως είναι ότι η νέα αρχιτεκτονική απαιτεί και μια νέα γλώσσα προγραμματισμού, εντελώς διαφορετική από τις σημερινές.

Παρόλα αυτά, η IBM ελπίζει ότι οι πρώτες εμπορικές εφαρμογές δεν θα αργήσουν -η εταιρεία μεταξύ άλλων συνεργάζεται με την iniLabs Ltd, η οποία αναπτύσσει μια κάμερα για τυφλούς σχεδιασμένη να υποκαθιστά τον αμφιβληστροειδή.

Αργότερα ελπίζει να ενσωματώσει την τεχνολογία του TrueNorth στην πλατφόρμα τεχνητής νοημοσύνης Watson.

Επιμέλεια: Βαγγέλης Πρατικάκης