Čip NorthPole od IBM napodobňuje ľudský mozog a výrazne tak zvyšuje výkon
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 27. 10. 2023
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Laboratórium IBM Research vyvíja prototyp procesoru s názvom NorthPole, ktorý je založený na architektúre ľudského mozgu. Je prísľubom výrazného zvýšenia efektivity počítačov a vytvorenia systémov, ktoré sa nemusia spoliehať na cloud computing.
Je prekvapujúce, ako veľmi je náš svet spätý s minulosťou. Platí to aj pri počítačoch. Obrovské prvé „skriňové“ počítače boli zložitou zmesou technológií a jediný spôsob, ako ich prinútiť správne fungovať, bolo rozdeliť funkcie ako riadenie, logika a pamäť do samostatných jednotiek, pričom systém v rámci tohto procesu presúval údaje z jednej jednotky do druhej.
Výsledkom je, že aj po ôsmich desaťročiach inžinieri stále zostavujú počítače založené na tomto historickom usporiadaní, ktoré je teraz známe ako von Neumannova architektúra podľa priekopníka výpočtovej techniky Johna von Neumanna. Vzniklo aj tzv. von Neumannovo úzke hrdlo, ktoré je spôsobené všetkými tými posunmi medzi jednotkami.
Podľa IBM vývoj prototypu čipu NorthPole trval dve desaťročia a podarilo sa mu obísť von Neumannovo úzke hrdlo pomocou niekoľkých šikovných inovácií. Jednou z nich bolo založenie architektúry na ľudskom mozgu, ktorý je oveľa energeticky účinnejší ako akýkoľvek počítač, a vytvorenie toho, čo IBM nazýva ako „slabou reprezentáciou mozgu v zrkadle kremíkovej doštičky“.
Vedúci projektu Dharmendra Modha v podstate využil architektúru neurónovej inferencie, ktorá sa správa ako digitálne synapsie na kombináciu kedysi samostatných funkcií. To umožnilo inžinierom presunúť pamäť na samotný spracovateľský procesor a následne zmazať hranicu medzi pamäťou a spracovaním.
Táto nová architektúra nielenže zrýchľuje procesor s 22 miliardami tranzistorov a 256 jadrami, vďaka čomu je 25-krát efektívnejší, ale znižuje aj plytvanie energiou. Tým sa eliminuje potreba zložitých chladiacich systémov potrebných pre vysoko výkonné systémy.
V súčasnosti NorthPole nie je procesorom na všeobecné použitie. Časť jeho vylepšení bola vykonaná na úkor špecializácie jeho funkcií. Má však potenciál zdvojnásobiť alebo dokonca zoštvornásobiť operácie, čím sa otvára cesta k vytvoreniu siete na čipe, ktorá dokáže vykonávať všetky úlohy, ktoré si dnes vyžadujú prístup k obrovským cloudovým serverom.
Vzhľadom na svoju konštrukciu nie je čip NorthPole zatiaľ vhodný na umelú inteligenciu, ale jeho obrovská inferenčná sila otvára širokú škálu vojenských a civilných aplikácií, vrátane nezávislých systémov, ktoré dokážu samostatne spracovať veľké množstvo údajov na rozpoznávanie tváre, klasifikáciu obrazu, spracovanie prirodzeného jazyka, rozpoznávanie reči a oveľa spoľahlivejšie systémy autonómneho riadenia. Zlepšená tepelná účinnosť navyše znamená, že Moorov zákon možno dostal dočasný odklad, čo otvára cestu k menším a výkonnejším čipom.
Výskum bol nedávno uverejnený v magazíne Science.
