IBM enthüllt revolutionäres "Brain on a Chip"

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IBM hat etwas Bemerkenswertes gebaut. Letzte Woche angekündigt Über einen Artikel in Science wird "TrueNorth" als "neuromorpher Chip Die neueste Computertechnologie, die Sie sehen müssen, um zu glaubenSchauen Sie sich einige der neuesten Computertechnologien an, die die Welt der Elektronik und PCs in den nächsten Jahren verändern werden. Weiterlesen „- ein Computerchip zur Nachahmung biologischer Neuronen zur Verwendung in intelligenten Computersystemen wie Watson.

Der von Samsung unter Verwendung von 28-nm-Prozessen hergestellte Chip verfügt über 4096 spezialisierte Kerne und kann eine Million menschenähnlicher Neuronen mit jeweils 256 Synapsen simulieren. Die vom Chip simulierten Neuronen sind „Spiking-Neuronen“ - ein detaillierteres biologisches Modell von Neuronen als diese Wird normalerweise beim maschinellen Lernen verwendet, das Informationen zum Zeitpunkt und zur Frequenz von Impulsen codiert, die sich von Neuronen zu bewegen Neuron.

Der Chip kann nur ungefähr simulieren ein Viertel so viele

Neuronen, wie sie in der Großhirnrinde einer typischen Maus zu finden sind, aber in Kombination mit einem herkömmlichen Computersystem bereits beeindruckende Leistungen bei der Mustererkennung erbringen können.

Was ist TrueNorth?

TrueNorth ist das Produkt eines ehrgeizigen Projekts, das seit 2011 in IBM gebraut wird und das langfristige Ziel hat, eine neuromorphes Gerät mit menschlichem Intellekt, das in den Raum des menschlichen Gehirns passt und eine ähnliche Menge verbraucht Energie (ungefähr zwanzig Watt oder 1/7 der Energie, die ein Pentium 4 verbraucht). Die Forschung wurde teilweise von DARPA, dem Forschungszweig des Verteidigungsministeriums, als Teil von th finanziertIhre KI-Initiative „SYNAPSE“ Sie werden es nicht glauben: DARPA Future Research in Advanced ComputersDARPA ist einer der faszinierendsten und geheimsten Teile der US-Regierung. Im Folgenden sind einige der fortschrittlichsten Projekte von DARPA aufgeführt, die versprechen, die Welt der Technologie zu verändern. Weiterlesen . Wenn Sie Terminator 2 gesehen haben, wäre es nicht unfair, einen Vergleich anzustellen.

TrueNorth ist ein mutiger erster Schritt in Richtung dieser Vision, obwohl noch ein langer Weg vor uns liegt: Die menschliche Hirnrinde enthält 20 Milliarden Neuronen, 20.000 Mal mehr als der IBM-Chip. Viele Merkmale der Architektur bestimmter Regionen des Gehirns sind noch nicht gut verstanden. Erschwerend kommt hinzu, dass der Chip selbst nur das Verhalten des Netzwerks ausführt: das Netzwerk trainieren (die synaptischen Verbindungen herausfinden, die hergestellt werden Das Netzwerk macht derzeit das, was Sie wollen. Es wird derzeit mit herkömmlichen Computerprozessoren gehandhabt, obwohl IBM diese Funktion gerne auf den Chip übertragen möchte irgendwann mal.

IBM hat den Chip an einer Reihe von Standard-Benchmarks für Maschinenintelligenz getestet, darunter: eine Bilderkennungsaufgabe von DARPA, bei dem ihr Chip eine Genauigkeit von etwa 80% erreicht. Das ist eine sehr gute Punktzahl - obwohl es beeindruckender ist, dass der Chip dieses Kunststück in Echtzeit ausführen konnte, 30 Bilder pro Sekunde verarbeitete und dafür nur 63 Milliwatt verbrauchte - etwa siebenmal weniger als der Energiebedarf eines typischen Nachtlichts.

Wenn Sie einfach 20.000 dieser Chips stapeln würden, um die Signalverarbeitungsleistung des menschlichen Gehirns durch rohe Gewalt zu erreichen, wäre das Ergebnis ein Server, der verbrauchte nur wenig mehr Energie als ein typischer Wasserkocher - fast hundertmal mehr als das Gehirn, aber keine unerschwingliche Menge meint. Dies steht im Gegensatz zu dem bescheidenen Supercomputer, den Sie normalerweise benötigen, um dieselbe Aufgabe zu erfüllen. Dharmendra Modha, ein IBM Fellow, drückte es so aus:

Um diese Divergenz zwischen dem Gehirn und den heutigen Computern zu unterstreichen, beachten Sie, dass eine Simulation im menschlichen Maßstab mit Für 100 Billionen Synapsen sind 96 Blue Gene / Q-Racks des Lawrence Livermore National Lab Sequoia-Supercomputers erforderlich. “

Was bedeutet dieser Chip eigentlich für die Zukunft von KI-Anwendungen?

Nun, dieser Chip ist nur der Anfang: Es müssen erhebliche Fortschritte bei der Erhöhung der Dichte und der Verbundenheit erzielt werden von Neuronen, was den Stromverbrauch noch weiter senkt und immer größere Populationen miteinander verbundener Neuronen aufbaut. Es besteht auch die Möglichkeit, dedizierte Hardware zum Trainieren des Netzwerks zu verwenden, was zu massiven Verbesserungen der Genauigkeit des Netzwerkverhaltens führen kann.

Allerdings ist diese Art von Technologie werden beginnen in relativ naher Zukunft den Weg in Anwendungen zu finden: Der Chip ist klein genug und verbraucht wenig genug Strom, um Mehrere Millionen Neuronennetzwerke können in Geräte wie autonome Roboter und Smartphones eingebettet werden, wodurch die aufkeimende Umgebungsintelligenz beschleunigt wird Revolution.

IBM hofft auch, Chips mit möglicherweise Milliarden von Neuronen in seinen Watson-Computersystemen installieren zu können, damit Watsons Software schwierige Probleme lösen kann Hardware-neuronale Netze und Lösungen zurückerhalten, wodurch Watson-Einheiten billiger, kleiner und intelligenter werden - idealerweise könnten Sie schließlich ein System wie Watson auf jedem ausführen Smartphone.

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Bildnachweis: „IBM Think Card", Von Stephen Coles,"IBM Blue Gene / P."Von Argonne National Labs"Brainstorming”Von Steve Jurvetson, Agsandrew / Shutterstock