Как рассказали в корпорации, новый чип резко отличается от традиционных вычислительных и проекционных концепций, используемых в современным компьютерах. Фактически, речь сейчас идет о создании первого работающего нейросинаптического вычислительного процессора, воспроизводящего процессы, аналогичные тем, что происходят между синапсами и нейронами в головном мозге. Такая организация чипа является значительно более сложной, чем организация современных кремниевых процессоров, работающих по жесткому алгоритмическому принципу.
На сегодня у IBM и партнеров по данному проекту есть в наличии два прототипа процессоров, которые уже были изготовлены и сейчас они проходят тестирование.
В корпорации говорят, что в будущем на базе созданных процессоров можно будет создавать так называемые "познающие компьютеры", которые не придется программировать таким же способом, как и нынешние машины. Вместо этого когнитивные компьютеры смогут сами получать опыт, находить взаимосвязи, создавать гипотезы и учиться на базе имеющейся информации. Таким образом, по всем параметрам эти решения будут имитировать мозг.
Для создания подобных чипов в IBM объединили достижения в области нанотехнологий, нейробиологии и суперкомпьютеров. Начальный этап исследований в области нейросинаптических чипов профинансировало американское агентство передовых научных разработок DARPA, выделив на проект 21 млн долларов. Исследования велись в рамках научного проекта Systems of Neuromorphic Adaptive Plastic Scalable Electronics (SyNAPSE).
Цель данного проекта заключается в создании системы, которая не только анализирует сложную информацию из различных сенсорных модальностей, но и динамически перестраивает себя на базе взаимодействия со внешней средой. Сейчас исследователи говорят, что созданные чипы пока способны анализировать данные, но не способы самоперестраиваться. Данная способность, как надеются исследователи, у них появится в будущем.
"В рамках этого проекта мы надеемся выйти за пределы современной парадигмы вычислительной техники, описанной еще Фон Нейманом. Будущие приложения будут предъявлять повышенные требования к компьютерам и нам либо придется значительно наращивать вычислительные возможности чипов, либо делать их более интеллектуальными", - говорит Дхармендра Модха, руководитель данного проекта в IBM Research.
В IBM говорят, что новые чипы не содержат в себе каких-либо биологических элементов, но обладают их свойствами, что также является новинкой. Внутри чипов есть так называемое нейросинаптическое ядро, созданное из кремниевых структур и интегрированной памяти, воспроизводящей мозговые синапы, вычислительного блока, имитирующего нейроны и коммуникационной области, воспроизводящей мозговые аксоны.
Как было отмечено выше, у IBM имеются два прототипа чипа. Оба имеют ядра созданные на базе 45-нанометровой технологии SOI-CMOS и создержащие по 256 нейронов. Одно ядро содержит в себе по 262 144 программируемых синапса, другое - 65 536 обучающихся синапса. В IBM говорят, что чипы в проведенных демонстрациях показали свою успешность в таких задачах, как навигация, машинное видение, ассоциативная память и другие.
В корпорации рассказали, что сейчас работают над многоядерными нейросинаптическими чипами, а также над специальным системным программным обеспечением для "умных" процессоров. В долгосрочной перспективе IBM поставила себе задачу по созданию системы из 10 млрд нейронов и нескольких сотен триллионов синапсов, при этом потребляющая не более одного киловатта электричества.