Создан гибридный процессор с органоидами мозга
11 января 2024: UEFIMA.RU: В США создан гибридный процессор, состоящий из электронных компонентов и органоидов мозга, выращенных из стволовых клеток человека. Система может распознавать речь и решать нелинейные уравнения. Биокомпьютеры разрабатываются уже около 20 лет, но это первое серьезное достижение, сообщает РИА Новости. Человеческий мозг содержит около 86 миллиардов нейронов и до 4 триллионов синапсов. Каждая клетка связана с тысячами других клеток, которые постоянно реагируют на поступающие сигналы и взаимодействуют с ними. Современные процессоры могут воспроизвести лишь малую часть этой уникальной природной системы.
В 2018 году китайские ученые использовали самый быстрый на тот момент суперкомпьютер Sunway Taihu Light, чтобы смоделировать 1% активности мозга в течение всего одной секунды; несмотря на площадь в 1000 квадратных метров, 16 мегаватт мощности и 10,5 миллиона процессорных ядер, на это ушло четыре минуты. Для сравнения, человеческий мозг потребляет всего два литра энергии, что меньше, чем обычная лампочка.
Алгоритмы машинного обучения и модели искусственных нейронных сетей постоянно усложняются. А производительность и энергоэффективность становятся ключевыми факторами, определяющими темпы технологического прогресса.
Современные компьютерные технологии развиваются в двух основных направлениях: логическом и нейроморфном. Первое направление заключается в создании более мощных и производительных машин, построенных по традиционным принципам. Второе направлено на разработку компьютерных систем, имитирующих работу человеческого мозга, и, в конечном счете, на создание его искусственного аналога.
Один из секретов эффективности работы мозга заключается в том, что его клетки (нейроны) одновременно выполняют функции процессора и запоминающего устройства. А в большинстве современных вычислительных устройств эти два функциональных блока разделены.
Нейроморфные процессоры построены по принципу взаимодействия нейронов. В основе лежит вычислительное ядро, соединенное с нейронной сетью, которая обычно состоит из обычных транзисторов. Каждое ядро, работающее как сотни нейронов, имеет собственную оперативную память типа SRAM, планировщик заданий и маршрутизаторы для связи с другими ядрами. Интегральная схема нейроморфного процессора может содержать тысячи таких ядер.
Например, экспериментальный суперпроцессор CS-1 компании Cerebras имеет 1,2 триллиона транзисторов, объединенных в 400 000 вычислительных ядер и 18 гигабайт локальной распределенной памяти SRAM. Ядра полностью программируются и оптимизированы для работы с любыми нейронными сетями. Общая производительность системы составляет 100 петабит в секунду.
Нейроморфные устройства используются в компьютерном зрении, системах распознавания речи, автоматизированной обработке текста, поисковых системах и других приложениях, требующих машинного обучения, включая нейронные сети. Развитие беспилотных технологий и промышленных роботов было бы немыслимо без них.
