Чи є нейроморфні системи майбутнім високопродуктивних обчислень?

Людський мозок чудово вміє зберігати та обробляти інформацію. Хоча наші знання про те, як працює мозок, далеко не повні, вчені та інженери розробляють обчислювальні технології, які імітують роботу нейронів у мозку. Це не лише створення швидших комп’ютерів; мозок також дуже енергоефективний, і перші ознаки свідчать про те, що нейроморфні системи можуть забезпечувати покращену енергоефективність. Це важливий момент, оскільки споживання енергії та відпрацьоване тепло є обмежуючими факторами для звичайної електроніки.

Велике питання для тих, хто працює в цій галузі, полягає в тому, наскільки далеко ми повинні зайти в імітації мозку. Чи мають майбутні системи бути нейроморфними – намагатися створити системи, які максимально наближені до мозку – чи вони повинні надихатися мозком, а не імітувати його?

Хороший спосіб подумати про це – зв’язок між птахами та літаками. Політ людини був натхненний птахами, а літак імітує кілька аспектів польоту птахів – найочевиднішим є два крила. Але літак аж ніяк не копія птаха – реактивні двигуни сильно відрізняються від м’язів, що махають крилами, наприклад.

Чотири експерта

Цього тижня четверо експертів взяли участь у а дебати про майбутню роль нейроморфних систем в обчислювальній техніці. Захід провів в Регіна Дітман, який є експертом з електронних матеріалів у Forschungszentrum Jülich у Німеччині.

Були аргументи на користь нейроморфних обчислень Квабена Боахен – засновник і директор лабораторії Brains in Silicon Стенфордського університету в Каліфорнії – і Ральф Етьєн-Каммінгс, який керує лабораторією обчислювальних сенсорно-моторних систем в Університеті Джона Гопкінса в Меріленді.

Пропаганда обережності була Ян Лекун – який є головним науковцем зі штучного інтелекту в Meta (Facebook) і членом лабораторії обчислювального інтелекту, навчання, зору та робототехніки Нью-Йоркського університету – і Білл Далі є головним науковим співробітником NVIDIA та членом Bio-X у Стенфордському університеті.

Інтеграція в 3D

Боахен розпочав дискусію, сказавши, що успіх нейроморфних обчислень залежить від нашої здатності інтегрувати та збільшувати компоненти, подібно до того, як напівпровідникова промисловість досягла експоненційного зростання кількості транзисторів на чіпі протягом багатьох років. Щоб проілюструвати, наскільки важлива постійна часу в цьому нейроморфному законі Мура, він використав кумедну одиницю нейроморфної обчислювальної потужності – мозок капібари, – який він порівняв із мозком мухи.

Перехід від 2D до 3D архітектури допоміг би інтеграції, вважає Боахен, але є багато проблем.

Етьєн-Каммінгс зазначив, що нейроморфні обчислення дуже відрізняються від звичайних обчислень. На відміну від електронних імпульсів у комп’ютері, стрибки напруги в нейронній системі не несуть інформації, скоріше важливі інтервали між стрибками. У певному сенсі нейроморфні системи досягають четвертого виміру.

Медичні застосування

Він підкреслив, що нейроморфні системи на основі шипів відіграватимуть важливу роль в інтеграції біологічних систем зі звичайними комп’ютерами. Це призведе до кращих медичних технологій, таких як, наприклад, протезування.

Говорячи про обмеження нейроморфних обчислень, Даллі зазначив, що спайки є неефективним способом представлення чисел. Це означає, що вони не дуже корисні для виконання багатьох завдань, які зараз виконуються звичайними комп’ютерами. Дійсно, він сказав, що нам потрібно більше думати про те, які моделі нейронних мереж підходять для яких завдань – на прикладі птаха та літака. За його словами, нейроморфні системи були б корисні для симуляції біології.

ЛеКун погодився з тим, що необхідно розумно ставитися до того, що ми копіюємо з мозку в обчислювальних системах. Він зазначив, що аналогову електроніку, необхідну для нейроморфних обчислень, зараз дуже важко побудувати та інтегрувати, і запитав, чи наближається революція в технології.

Нейроморфні прискорювачі

Він сказав, що нейроморфні системи можуть знайти застосування як прискорювачі, які виконують специфічні завдання для звичайних обчислювальних систем. Як приклад він навів прискорювач для окулярів доповненої реальності.

Читати далі

Експерти обговорюють можливі шляхи створення штучного інтелекту, схожого на людину

Отже, аудиторію переконали прихильники нейроморфізму чи скептики? Опитування, проведене Діттманом на початку дебатів, показало, що 46% аудиторії погодилися з тим, що нейроморфні системи — це майбутнє високопродуктивних обчислень. Після дебатів цей показник зріс до 56%, тож схвалено.

Зареєструватися для перегляду дебатів можна тут: Майбутнє високопродуктивних обчислень: чи є нейроморфні системи відповіддю? Спонсором дискусії є журнал Нейроморфні обчислення та інженерія. Він опублікований IOP Publishing, який також пропонує вам Світ фізики.

• Квабена Боахен розповідає про нейроморфні обчислення на основі кремнію епізод з Щотижневик світу фізики Подкаст.

Повідомлення Чи є нейроморфні системи майбутнім високопродуктивних обчислень? вперше з'явився на Світ фізики.

• Coinsmart. Найкраща в Європі біржа біткойн та криптовалют.
• Платоблокчейн. Web3 Metaverse Intelligence. Розширені знання. БЕЗКОШТОВНИЙ ДОСТУП.
• CryptoHawk. Альткойн Радар. Безкоштовне випробування.
• Джерело: https://physicsworld.com/a/are-neuromorphic-systems-the-future-of-high-performance-computing/