IBM vyvinulo procesor pracující jako mozek. Má milion neuronů a 256 milionů synapsí

0

V roce 2011 IBM vyvinulo první prototyp procesoru SyNAPSE (Systems of Neuromorphic Adaptive Plastic Scalable Electronics), který měl na rozdíl od tradičních architektur pracovat jako mozek a být efektivnější při použití v umělé inteligenci. Tehdejší čip měl jedno neurosynaptické jádro, 256 programovatelných neuronů a 262 144 synapsí. Aktuální model je o několik řádů napřed.

Včera představený CMOS čip má 4096 jader, jeden milion programovatelných neuronů a 256 milionů synapsí. Skládá se z 5,4 miliardy tranzistorů, vyrobil jej Samsung 28nm postupem a je velký asi jako poštovní známka. Podle IBM zvládne 46 miliard operací na jednu wattsekundu a jeho příkon je při běhu v „biologickém reálném čase“ jen 70 mW.

SyNAPSE má nabourat 70 let starý von Neumannův model počítače, jehož hlavním omezením je, že procesor zpracovává data z externí paměti, ke které přistupuje přes pomalou sběrnici. Procesor IBM ale napodobuje mozek, jehož neurony a synapse informace ukládají a také je zpracovávají.

 

Každé ze 4096 jader SyNAPSE dle slov výrobce obsahuje paměť, výpočetní jednotku i komunikační systém pro dorozumívání s ostatními jádry. Operace jsou paralelizované, odolné vůči chybám některých částí a řízené pomocí událostí. Části běží, jen když je potřeba, nemusí fungovat neustále jako běžné čipy.

Celý systém je také dobře škálovatelný. IBM spojilo 16 procesorů, čímž dostalo počítač s 16 miliony neurony a čtyřmi miliardami programovatelnými synapsemi. Ten dokáže analyzovat video s 30 snímky za sekundu v reálném čase a potřebuje k tomu jen 63 mW příkonu. Video pocházelo z průmyslové kamery, která sledovala obraz před Stanfordovou univerzitou a s 80% přesností hledala lidi, cyklisty, auta nebo náklaďáky.

16 procesorů IBM SyNAPSE spřažených najednou
16 procesorů IBM SyNAPSE spřažených najednou (foto: ExtremeTech) 

Dlouhodobým plánem IBM je sestavit počítač s 10 miliardami neuronú spojených 100 biliony synapsemi. To vše při příkonu jeden kilowatt a objemu pod dva litry. Lidský mozek má podle vědců sto miliard neuronů a sto bilionů synapsí s odhadovaným příkonem v desítkách wattů a objemem okolo 1,5 litru.

Současně s vývojem hardwaru pracuje IBM také na softwarové podpoře, aby mohli vývojáři využít SyNAPSE v praxi. Tyto počítače budou několikanásobně efektivnější při zpracování obrazu (OCR, vizuální vyhledávání), přirozeného jazyka (překlad jazyků, převod hlasu na text), při okamžitém rozhodování a dalších náročných úlohách, při kterých je lidský mozek schopnější než stávající procesory.

S neuronovými sítěmi už ve velkém pracuje i Google nebo Microsoft, firmy k tomu ale využívají běžnou počítačovou architekturu, kde jsou neurony a synapse simulovány softwarem, nikoliv přímo hardwarem. IBM může jejich snahy zrychlit při zlomkové spotřebě a místu, které by jinak zabraly obří superpočítače.

IBM přímo uvádí, že by se procesory SyNAPSE díky svých schopnostem a nenáročnému provozu mohly stát součástí chytrých brýlí nebo různých senzorů analyzující okolí. Kupříkladu chytrých bójek, které by na mořích předpovídaly velké vlny.

Zdroj: IBM, IBMWired

Ohodnoťte tento článek!