Чипы IBM с новой архитектурой имитируют работу головного мозга

Ученые IBM объявили о разработке экосистемы, которая позволит создавать программы для так называемых «когнитивных чипов» - построенных по прообразу человеческого мозга.

Экосистема включает: симулятор, нейронную модель, модель программирования, библиотек и лабораторию - и поддерживает все аспекты цикла программирования, включая дизайн, разработку, отладку и внедрение.

Анонс сделан в рамках проекта SyNAPSE, запущенного в 2008 г. при поддержке Агентства передовых оборонных исследовательских проектов (DARPA) при Министерстве обороны США. Общий объем инвестиций в проект SyNAPSE к настоящему моменту составил $53 млн.

В 2011 г. ученые IBM сообщили, что им удалось разработать прототипы микросхем, работающих по подобию мозга живого существа. Эти микросхемы представляют собой обычные полупроводниковые чипы, выполненные на базе 45-нм технологии, электрические сигналы в которых передаются согласно биологическим механизмам. Непосредственно биологическая ткань в процессорах отсутствует.

Ядро каждого чипа содержит 256 «нейронов» (подобий нервных клеток), 262144 «синапсов» (соединений между нейронами) и 65536 так называемых «обучающихся синапсов». С использованием необходимых программных алгоритмов электрическая схема позволила инженерам воссоздать клетки человеческого мозга, научив вычислительную систему примитивному восприятию, познанию и реакции.

Чтобы использовать изобретение, потребовалось придумать заново модель программирования, говорят в IBM. «Мы разработали полностью новую архитектуру, - пояснил журналу Forbes руководитель проекта Дхармендра Модха (Dharmendra Modha). - Мы не можем использовать языки из предыдущей эры. Нам пришлось разработать новую модель программирования».

В основе новой модели лежат блоки нейросинаптических ядер, которые отвечают за различные функции. Например, один из блоков полностью отвечает за восприятие звука. Используя его в комбинации с другими блоками, разработчики могут создавать различные приложения. Ученые IBM добавили в библиотеку экосистемы 150 различных блоков, на что им потребовалось менее года.

Конечной целью является создание полупроводниковой системы, которая будет содержать 10 млрд электронных нейронов и 100 трлн синапсов, потреблять не больше 1 кВт энергии и помещаться в объем двух кубических дециметров. Предполагается, что такая система сможет воспринимать и анализировать гораздо большие объемы информации в режиме реального времени, что может найти применение в различных областях аналитики.

Кибернетики давно пытаются симулировать человеческий мозг. На днях японские и немецкие исследователи запустили экспериментальный симулятор человеческого мозга. Для этого им потребовался четвертый по величине суперкомпьютер в мире Fujitsu K, содержащий свыше 82 тыс. процессоров. Проработав 40 минут, он смог воссоздать активность человеческого мозга, занимающую одну секунду.