|  | 1 апреля 2016 | Информационные технологии

Появился первый нейроморфный суперкомпьютер, имитирующий работу мозга и потребляющий всего 2.5 Ватта энергии

Нейроморфная вычислительная система


Уже достаточно давно было принято называть микропроцессор "электронным мозгом" компьютера. А в настоящее время этот термин стал еще намного ближе к его же значению. Руководство Ливерморской Национальной лаборатории имени Лоуренса (Lawrence Livermore National Laboratory, LLNL) заключило сделку, в рамках которой для нужд лаборатории будет приобретена нейроморфная суперкомпьютерная вычислительная система, разработанная специалистами IBM Research. Основой этой системы является нейросинаптический процессор IBM TrueNorth и в составе ядра системы будут работать 16 миллионов цифровых нейронов и 4 миллиарда синапсов, а потребляемая нейроморфным ядром энергия будет равна всего 2.5 Ваттам.

Процессор TrueNorth использует принципы, кардинально отличные от принципов, на которых строились компьютеры и вычислительные системы за последние 70 лет. На кристалле этого процессора созданы электронные цифровые аналоги нейронов и синапсов, а собственно чип можно рассматривать как какой-то участок головного мозга. Согласно информации от компании IBM, это является не первым случаем попытки создания подобной вычислительной системы, но в чипе TrueNorth использованы все самые последние достижения в этой области, которые позволяют избежать узких мест традиционной архитектуры Фон-Неймана и требуют совершенно новых подходов к архитектуре вычислительных систем.

Технология, которая лежит в основе процессора TrueNorth, изначально разрабатывалась для программы Управления перспективных исследовательских программ Пентагона DARPA SyNAPSE (Systems of Neuromorphic Adaptive Plastic Scalable Electronics). Она является масштабируемой и на ее основе можно создавать вычислительные системы экза-уровня, системы, производительность которых эквивалентна миллиардам миллиардов вычислительных операций в секунду. Это в пятьдесят раз быстрее, нежели существующие суперкомпьютеры, производительность которых находится на пета-уровне, при этом, габариты нейроморфной системы гораздо меньше габаритов суперкомпьютера.

Вычислительная система, которая будет поставлена в лабораторию LLNL, содержит 16 чипов TrueNorth, на кристалле каждого из которых находится по 5.4 миллиарда транзисторов, соединенных так, что получается один миллион цифровых нейронов и 256 миллионов синапсов. Для сравнения, в мозге человека насчитывается 100 миллиардов нейронов, так, что пока о создании полного электронного аналога мозга можно только задумываться.

Каждый процессор TrueNorth способен выполнять 46 гига-синаптических операций в секунду, потребляя всего 70 милливатт энергии при напряжении питания 0.8 Вольта. А 16 процессоров с элементами архитектуры, обеспечивающими совместную работу процессоров, потребляют энергию, сопоставимую с уровнем потребления планшетного компьютера.

Эффективность работы нейроморфной системы достигается за счет отсутствия некоторых ограничений традиционной архитектуры Фон-Неймана. К примеру, в нейроморфной системе программные инструкции и данные могут проходить через один и тот же маршрут, что принципиально невозможно в классических системах. Кроме этого, некоторые части процессора TrueNorth подключаются только в случае необходимости, что так же приводит к значительному снижению энергопотребления.

Нейроморфная система TrueNorth будет использоваться в рамках программы National Nuclear Security Administration's Advanced Simulation and Computing (ASC), в которой, при помощи методов глубинного изучения будут проводиться расчеты математических моделей из области кибербезопасности в отношении систем ядерных вооружений и подземных ядерных испытаний.

Специалисты лаборатории LLNL получат не голую нейроморфную систему из 16 чипов, в их распоряжение поступит целая "экосистема", позволяющая аппаратной части системы подражать работе головного мозга и снабдить систему функциями восприятия, познания и действий. Эта система включает в себя различные эмуляторы, специализированный язык программирования, интегрированную среду разработки, библиотеки алгоритмов и средства интеграции нейроморфной системы с облачными вычислительными системами.




Ключевые слова:
IBM, TrueNorth, Чип, Процессор, Нейросинаптический, Нейрон, Синапс, Мозг, Транзистор, Суперкомпьютер

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Компания IBM приступает к созданию первого в своем роде нейроморфного супер ...
  • TrueNorth - первый нейросинаптический процессор компании IBM, работающий на ...
  • Новая модель головного мозга, созданная компанией IBM, включает в себя 100 ...
  • В 2019 году компания IBM планирует создать полную симуляцию головного мозга ...
  • Ученые IBM моделируют работу человеческого мозга с целью разработки новой а ...




  • 1 апреля 2016 12:59
    #1 Написал: bundzmm

    Публикаций: 0
    Комментариев: 503
    Skynet. Начало.)
        
    1 апреля 2016 14:20
    #2 Написал: MaxIvanov

    Публикаций: 0
    Комментариев: 393
    Он мощнее обычного компа, только в распознавании образов.
        
    5 апреля 2016 02:27
    #3 Написал: ytro

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Не понятно что значит цифровые нейроны. И на счёт пользы данной технологии большие сомнения. Уже сегодня в компьютерах слишком быстрые программы начинают просто мешать пользователям и раздражать. Многие ПО устанавливаются и обновляются без нашего ведома и согласия, сами меняют настройки и похищают наши личные данные. Увеличение кол-ва транзисторов в процессорах не придаст больше возможностей людям, наоборот. Это резко снизит выбор пользователей и время на принятие решения. Если задача стоит создать машину, которая будет ВМЕСТО людей принимать решения, то это подходит. Но тогда начнутся проблемы с правовой системой в мире и понятием "общество" вцелом. Сегодня решения для страны принимает президент, группа людей или аналитический кибер центр? Вот в чём вопрос. И может из за мониторов продвинутых нейроморфных компов власть имущие просто не видят очевидных социальных проблем и разрухи в своих странах? Странно ставить продвинутый банкомат или кассу робота, когда растут цены и безработица в странах, а поток необразованных невоспитанных мигрантов, не желающих работать, лишь растёт. Эти кибер новинки хороши в благополучном обществе, а сегодня такого в мире нету и не предвидится. Ну и доверить доступ к ядерному оружие нейроморфам это просто абзац. Вот вам и Судный день аля Терминатор.
        
    5 апреля 2016 08:31
    #4 Написал: yg2005

    Публикаций: 0
    Комментариев: 104
    Возможно рационально использовать в системах одновременно разные виды процессоров органично дополняющие возможности друг друга? Аналог - мозг большинства многоклеточных, имеющий множество специфических отделов, каждый из которых отвечает за свою долю решений. Кстати, эволюция вычислительным систем очень схожа с эволюцией мозга.
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.