آخرین خبرها
خانه | اخبار | آی‌بی‌ام يک گام ديگر به پردازنده‌های الهام‌گرفته از مغز انسان نزديک‌تر شد

آی‌بی‌ام يک گام ديگر به پردازنده‌های الهام‌گرفته از مغز انسان نزديک‌تر شد

مغز انسان از پيچيده‌ترين کامپيوترهای روی زمين نيز پيچيده‌تر است؛ می‌تواند با اندک داده‌هایی مطالب جديد را به‌سرعت بياموزد، اشياء را شناسایی کند، گفتار را بفهمد و به تغييرها واکنش نشان دهد. از همان نخستين روزهایی که فناوری ديجيتال سربرآورد آرزوی دانشمندان اين بود که بتوانند کامپيوترهای خود را هرچه بيشتر مانند مغز انسان‌ بسازند.

در اين ميان، يکی از اهداف جاه‌طلبانه آی‌بی‌ام نيز طراحی پردازنده‌ای است که کارکرد آن شبيه مغز انسان باشد. اينک پژوهشگران اين شرکت در راستای همين پروژه، با ساخت دومين پردازنده خود با نام TrueNorth که نحوه کارکرد مغز انسان را بازنمایی می‌کند يک گام ديگر به هدف‌شان نزديک‌تر شده‌اند. به‌ گفته دارمندرا مودها (Dharmendra Modha)، پژوهشگر و دانشمند ارشد آی‌بی‌ام، دستاورد يادشده برای کامپيوترهای الهام‌گرفته از مغز يک نقطه عطف به‌شمار می‌آيد. آی‌بی‌ام اين تراشه را با کمک پژوهشگران دانشگاه Cornell Tech طراحی کرده‌است و شرح آن در مجله معتبر ساينس منتشر شده‌‌است. از اين پردازنده می‌توان در مواردی همچون اينترنت چيزها و کاربردهای هوشمندانه روی دستگاه‌های موبايل و بدون نياز به وای‌فای بهره گرفت. همچنين می‌توان با به‌کارگيری آن در ابرکامپيوترها، سرعت يادگيری ماشينی و ديگر محاسبات مبتنی بر شبکه‌های عصبی را افزايش داد.

در اين تصوير فروسرخ، دمای بسيار پايين‌تر تراشه TrueNorth آی‌بی‌ام در مقايسه با تراشه‌های داغ FPGA که به TrueNorth داده می‌فرستند، مشخص است (منبع: پی‌سی‌ پرو بريتانيا).

پردازنده جديد حاوی 5.4 ميليارد ترانزيستور و نيز 4096 هسته نورو-سيناپسی است که 256 ميليون سيناپس را تشکيل می‌دهند. اين درحالی است که نخستين پردازنده آی‌بی‌ام از اين گونه که در سال 2011 طراحی شده‌بود حدود 260 هزار سيناپس داشت. سيناپس يا همايه، ساختاری است که نرون يا سلول عصبی سيگنال‌های الکتريکی يا شيميایی را بوسيله آن به/از سلول‌ ديگری می‌فرستد يا دريافت می‌کند.

آی‌بی‌ام همچنين نشان داد که با پيوند دادن 16 عدد از اين تراشه‌ها در يک آرايه 4 در 4 که در کنار هم 16 ميليون نرون و 4 ميليارد سيناپس می‌سازند می‌توان آن‌ها را بهسادگی در مقياس‌های بزرگ‌تر نيز پياده‌کرد.

يکی از ويژگی‌های تراشه‌های مغزوار آی‌بی‌ام شکستن سنت‌ رايج در معماری فون نويمان است. در معماری نويمان محاسبه‌ها سريع اما به‌صورت سريال يا پشت‌سرهم انجام می‌پذيرند. در اين شيوه، داده‌ها در حافظه ذخيره می‌شوند و سپس برای پردازش به درون سی‌پی‌يو می‌روند. اما تراشه‌های آی‌بی‌ام فرق دارند چون هر هسته، حافظه و منابع محاسباتی خاص خودش را دارد و همزمان می‌تواند با ديگر هسته‌ها ارتباط برقرار کند و پردازش را به‌صورت رويدادمحور و موازی انجام دهد و در صورت بروز خطا در برخی اجزا نيز همچنان به‌کار خود ادامه دهد (fault-tolerant). اين هسته‌ها در کنار هم می‌توانند الگوهای ظريف را شناسایی و ديگر قابليت‌های حسی را بسيار شبيه به مغز انسان بازنمایی کنند.

ديگر ويژگی‌ بارز تراشه آی‌بی‌ام اين است که همانند مغز، هنگام انجام کارهای عادی به انرژی بسيار کمی نياز دارد (تنها 70 ميلی‌‌وات). به‌همين علت می‌توان اين تراشه‌ها را در دستگاه‌های همراه يا يک حسگر نيز جاسازی کرد و آن‌را طوری آموزش داد تا بتواند با کمک منابع شنيداری، ديداری يا داده‌های چندحسی اشياء را تشخيص دهد. در حال حاضر برای انجام چنين کار سنگينی بايد يک سرور اختصاصی داشت اما فناوری آی‌بی‌ام کمک می‌کند تا اين کارها به‌راحتی روی خود دستگاه اجرا شود و يک حسگر کار يک کامپيوتر را انجام دهد. در يکی از آزمايش‌هایی که برای سنجش کارایی TrueNorth انجام شد، اين پردازنده توانست مردم، دوچرخه‌سواران، خودروها، اتوبوس‌ها و کاميون‌ها را با دقت 80 درصد در يک فيلم ويدئویی تشخيص دهد.

گفتنی است، پردازنده‌های مغزوار، تراشه‌های عادی را از دور خارج نخواهندکرد بلکه موازی و همراه با آن‌ها به ايفای نفش خواهندپرداخت تا محاسبه‌های سنگين موردنياز را انجام دهند. به‌گفته مودها، هم‌اکنون بسياری از الگوريتم‌های يادگيری ماشينی که به‌صورت تجاری مورداستفاده قرار می‌گيرند می‌توانند به راحتی سازگار با اين معماری کار کنند و عملياتی به‌شدت موازی را با انرژی بسيار کمتری انجام دهند. هنوز مشخص نيست که آيا آی‌بی‌ام خودش اين تراشه‌ها را خواهدساخت يا مجوز ساخت آن‌را به ديگران خواهدسپرد. آی‌بی‌ام که کامپايلرها و نرم‌افزارهای مرتبط با اين پردازنده را نيز در دست توسعه دارد مي‌خواهد از تراشه‌های جديد در مواردی مانند عينک‌های هوشمند، و کاربردهایی همچون پايش محيط، آزمايش‌های پزشکی و سرويس‌های چندرسانه‌ای ابری بهره ببرد. همچنين با کنار هم چيدن اين پردازنده‌ها می‌توان ابرکامپيوتری ساخت که مانند مغزی با بيش از صد تريليون سيناپس کار کند.

 

جوابی بنویسید

ایمیل شما نشر نخواهد شدخانه های ضروری نشانه گذاری شده است. *

*

استفاده از مطالب سايت تنها با ذکر منبع بلامانع است. کليه حقوق اين سايت متعلق به شبکه پرداز می باشد.