A neuromorf rendszerek jelentik a nagy teljesítményű számítástechnika jövőjét?

Időbélyeg: 8. március 2022. 10:26
Forrás csomópont: 1205029

Az emberi agy kiemelkedően jó az információk tárolásában és feldolgozásakor. Míg az agy működésével kapcsolatos ismereteink korántsem teljesek, a tudósok és mérnökök olyan számítástechnikai technológiákat fejlesztenek, amelyek utánozzák az idegsejtek agyi működését. Ez nem csak a gyorsabb számítógépek felépítéséről szól; az agy is nagyon energiahatékony, és a korai jelek szerint a neuromorf rendszerek javíthatják az energiahatékonyságot. Ez fontos szempont, mert az energiafogyasztás és a hulladékhő korlátozó tényezők a hagyományos elektronika számára.

Nagy kérdés a területen dolgozók számára, hogy meddig menjünk el az agy utánzásában. A jövőbeli rendszereknek neuromorfoknak kell lenniük – olyan rendszereket kell létrehozni, amelyek a lehető legközelebb állnak az agyhoz – vagy az agytól kell inspirálniuk őket, nem pedig utánozni?

Jól el lehet gondolkodni erről a madarak és a repülőgépek kapcsolatáról. Az emberi repülést madarak ihlették, és egy repülőgép a madárrepülés számos aspektusát utánozza – a legnyilvánvalóbb a két szárny. De a repülőgép semmiképpen sem egy madár másolata – a sugárhajtóművek például nagyon különböznek a szárnycsapkodó izmoktól.

Négy szakértő

Ezen a héten négy szakember vett részt a vita a neuromorf rendszerek számítástechnikában betöltött jövőbeni szerepéről. A rendezvényt elnökölte Regina Dittmann, aki a németországi Forschungszentrum Jülich elektronikus anyagok szakértője.

A neuromorf számítástechnika mellett érveltek Kwabena Boahen – a Stanford Egyetem Brains in Silicon laborjának alapítója és igazgatója Kaliforniában – és Ralph Etienne-Cummings, aki a marylandi Johns Hopkins Egyetem Számítógépes Szenzoros-Motorrendszerek Laboratóriumát irányítja.

Óvatosságot hirdettek Yann LeCun – aki a Meta (Facebook) vezető mesterséges intelligencia-tudósa és a New York-i Egyetem Számítási Intelligencia, Tanulás, Látás és Robotika Laboratóriumának tagja – és Bill Dally az NVIDIA vezető tudósa és a Bio-X tagja a Stanford Egyetemen.

Integráció 3D-ben

Boahen azzal indította el a vitát, hogy a neuromorf számítástechnika sikere azon múlik, hogy képesek vagyunk-e integrálni és felnagyítani az alkatrészeket, hasonlóan ahhoz, ahogyan a félvezetőipar éveken át exponenciálisan növekedett a chipeken lévő tranzisztorok számában. Annak szemléltetésére, hogy mennyire fontos az időállandó ebben a neuromorf Moore-törvényben, a neuromorf számítási teljesítmény egy mulatságos egységét – a kapibara agyát – használta, amelyet egy légy agyához hasonlított.

Boahen szerint a 2D-s architektúrákról a 3D-s architektúrákra való áttérés elősegítené az integrációt, de számos kihívással kell szembenézni.

Etienne-Cummings rámutatott, hogy a neuromorf számítástechnika nagyon különbözik a hagyományos számítástechnikától. Ellentétben a számítógép elektronikus impulzusaival, az idegrendszerben a feszültségcsúcsok nem hordoznak információt, hanem a tüskék közötti intervallumok a fontosak. Bizonyos értelemben a neuromorf rendszerek elérik a negyedik dimenziót.

orvosi alkalmazások

Hangsúlyozta, hogy a tüske-alapú neuromorf rendszerek fontos szerepet fognak játszani a biológiai rendszerek és a hagyományos számítógépek integrációjában. Ez jobb orvosi technológiákhoz vezetne, mint például a protetika.

A neuromorf számítástechnika korlátairól szólva Dally rámutatott, hogy a tüskék nem hatékony módja a számok ábrázolásának. Ez azt jelenti, hogy nem különösebben hasznosak sok olyan feladat elvégzésére, amelyeket jelenleg hagyományos számítógépek végeznek. Sőt, azt mondta, hogy jobban át kell gondolni, hogy milyen neurális hálózati modellek milyen feladatokra alkalmasak – a madár és a repülőgép példáján. A neuromorf rendszerek hasznosak lennének a biológia szimulálására, mondta.

LeCun egyetértett abban, hogy okosnak kell lenni abban, hogy mit másolunk le az agyból a számítástechnikai rendszerekben. Kiemelte, hogy a neuromorf számításokhoz szükséges analóg elektronikát jelenleg nagyon nehéz megépíteni és integrálni, és megkérdezte, hogy közeleg-e a technológiai forradalom.

Neuromorf gyorsítók

Azt mondta, hogy a neuromorf rendszerek hasznosíthatók gyorsítóként, amelyek speciális feladatokat végeznek el a hagyományos számítástechnikai rendszerekben. Példaként említette a kiterjesztett valóságú szemüvegekhez való gyorsítót.

Tehát a közönséget a neuromorfok szószólói vagy a szkeptikusok győzték meg? A Dittman által a vita elején végzett közvélemény-kutatás szerint a közönség 46%-a egyetértett azzal, hogy a neuromorf rendszerek jelentik a nagy teljesítményű számítástechnika jövőjét. A vita után ez 56%-ra emelkedett, tehát az igeneknek megvan.

A vita megtekintésére itt lehet regisztrálni: A nagy teljesítményű számítástechnika jövője: a neuromorf rendszerek a válasz? A vitát a folyóirat támogatja Neuromorf számítástechnika és tervezés. Az IOP Publishing adja ki, amely szintén elhozza Fizika Világa.

A poszt A neuromorf rendszerek jelentik a nagy teljesítményű számítástechnika jövőjét? jelent meg először Fizika Világa.

Időbélyeg:

Még több Fizika Világa