رقائق IBM الجديدة تحسب أكثر مثلما نفعل نحن

قد لا تبدو الشريحة الدقيقة التي تمتلك نفس القدر من قوة الدماغ مثل دودة الحديقة مثيرة للإعجاب للغاية ، مقارنةً بالرقائق السريعة للغاية في أجهزة الكمبيوتر الشخصية الحديثة. لكن شريحة ميكروية جديدة صنعها باحثون في شركة IBM تمثل علامة فارقة. على عكس الشريحة العادية ، فإنها تحاكي عمل الدماغ البيولوجي - وهو إنجاز يمكن أن يفتح إمكانيات جديدة في الحساب.

ألعاب العقل: شريحة جديدة من IBM تقرأ خط يد الباحث.

داخل الدماغ ، تتم معالجة المعلومات بالتوازي ، وتتشابك الحسابات والذاكرة. كل خلية عصبية متصلة بالعديد من الخلايا الأخرى ، وتتغير قوة هذه الروابط باستمرار مع تعلم الدماغ. يُعتقد أن هذه الديناميكيات ضرورية للتعلم والذاكرة ، وهي ما سعى الباحثون لتقليدها في السيليكون. على النقيض من ذلك ، تقوم الرقائق التقليدية بمعالجة بت واحد تلو الآخر وتحويل المعلومات بين معالج منفصل ومكونات الذاكرة. كلما كانت المشكلة أكبر ، زاد عدد البتات التي يجب تبديلها بشكل عشوائي.



قام باحثو IBM ببناء واختبار شريحتين توضيحيتين لتخزين المعلومات ومعالجتها بطريقة تحاكي الجهاز العصبي الطبيعي. تقول الشركة إن هذه الرقائق المبكرة يمكن أن تكون اللبنات الأساسية لشيء أكثر طموحًا: جهاز كمبيوتر بحجم صندوق الأحذية بحوالي نصف درجة تعقيد الدماغ البشري ويستهلك كيلو واط واحد فقط من الطاقة. يتم تطوير هذا بتمويل 21 مليون دولار من وكالة مشاريع الأبحاث الدفاعية المتقدمة ، بالتعاون مع العديد من الجامعات.

سيقدم باحثو الشركة والمتعاونون الأكاديميون معهم ورقتين بحثيتين الشهر المقبل في الدوائر المتكاملة المخصصة مؤتمر في سان خوسيه ، كاليفورنيا ، يوضح أن تصميمات الرقائق لها متطلبات طاقة منخفضة جدًا وتعمل مع برامج محاكاة الدوائر العصبية. في إحدى التجارب ، يتعلم النواة العصبية ، كما تسمى الرقائق الجديدة ، العزف على البونج ؛ وفي طريقة أخرى ، يتعلم الإبحار في سيارة على مضمار سباق بسيط ؛ وفي مكان آخر يتعلم التعرف على الصور.

أصبحت أجهزة الكمبيوتر التقليدية قوية جدًا ، لكنها تتطلب قدرًا هائلاً من السعة والقوة لتقليد المهام التي يعتبرها البشر أمرًا مفروغًا منه. نظام الحوسبة Watson الخاص بشركة IBM ، على سبيل المثال ، قد تفوق على اثنين من أفضل البشر خطر! لاعبين في مباراة فبراير. لكنها احتاجت إلى 16 تيرابايت من الذاكرة ومجموعة من الخوادم القوية للغاية للقيام بذلك.

يقول إن الدماغ قد حل هذه المشاكل ببراعة ، باستخدام 10 واط فقط من الطاقة كوابينا بواهن ، أستاذ الهندسة الحيوية في جامعة ستانفورد والذي لا يشارك حاليًا في مشروع IBM. يمكن لآلة تتمتع بالذكاء الذي نملكه أن تقرأ وتجري اتصالات وتسحب المعلومات وتفهمها ، بدلاً من مجرد إجراء مطابقات.

ومع ذلك ، فإن كيفية تصميم مثل هذا الكمبيوتر المعرفي وكيفية تشغيله أمر مثير للجدل. بعد كل شيء ، لا يزال علماء الأحياء لا يفهمون كيف يعمل الدماغ.

أصدرت IBM تفاصيل محدودة فقط حول طريقة عمل وأداء رقائقها الجديدة. لكن قائد المشروع دارمندرا مودا يقول إن الرقائق تتجاوز العمل السابق في هذا المجال من خلال محاكاة جانبين من الدماغ: القرب من الأجزاء المسؤولة عن الذاكرة والحساب (تقلدها الأجهزة) وحقيقة أن الروابط بين هذه الأجزاء يمكن إجراؤها وإلغاء تكوينها ، وتصبح أقوى أو أضعف بمرور الوقت (تم إنجازه بواسطة البرنامج).

هو وصول المساعدات بأمان

تحتوي الرقائق الجديدة على ترانزستورات رقمية مقاس 45 نانومتر مبنية مباشرة أعلى مجموعة ذاكرة. يقول عالم الكمبيوتر بجامعة كورنيل إن الأمر يشبه تخزين البيانات بجوار كل بوابة منطقية داخل المعالج راجيت مانوهار ، الذي يتعاون مع شركة IBM في تصميمات الأجهزة. بشكل حاسم ، هذا يعني أن الرقائق تستهلك 45 بيكو جول لكل حدث ، مما يحاكي انتقال النبض في الشبكة العصبية. وهذا يقل بنحو 1000 مرة عن الطاقة التي يستهلكها الكمبيوتر التقليدي جيرت كاوينبيرغس ، مدير معهد الحساب العصبي بجامعة كاليفورنيا ، سان دييغو.

حتى الآن ، أظهر فريق IBM برمجيات أساسية جدًا فقط على هذه الرقائق ، لكنهم وضعوا الأساس لتشغيل برامج أكثر تعقيدًا على أجهزة كمبيوتر أبسط مما كان ممكنًا في الماضي. في عام 2009 ، أجرى فريق Modha عمليات محاكاة لشبكة عصبية معقدة مثل دماغ قطة على كمبيوتر عملاق. يقول إنهم قطعوا أسنانهم في عمليات محاكاة ضخمة مايكل أربيب ، مدير مشروع الدماغ USC. لقد توصلوا الآن إلى شرائح قد تسهل [تشغيل برامج الحوسبة الإدراكية] - لكنهم لم يثبتوا ذلك بعد ، كما يقول.

بدأت مجموعة مودا بنمذجة نظام يشبه الفأر ، ثم عملوا على جرذ ، قطة ، وأخيراً قرد. في كل مرة كان عليهم التحول إلى كمبيوتر عملاق أكثر قوة. ولم يتمكنوا من تشغيل عمليات المحاكاة في الوقت الفعلي ، بسبب الفصل بين الذاكرة والمعالج الذي تهدف تصميمات الرقاقة الجديدة إلى التغلب عليه. يجب أن تعمل الأجهزة الجديدة على تشغيل هذا البرنامج بشكل أسرع ، وباستخدام طاقة أقل ، وفي مساحة أصغر. يقول مودا إن هدفنا النهائي هو نظام حوسبة معرفية على نطاق الإنسان.

يخفي

التقنيات الفعلية

فئة

غير مصنف

تكنولوجيا

التكنولوجيا الحيوية

سياسة التكنولوجيا

تغير المناخ

البشر والتكنولوجيا

وادي السيليكون

الحوسبة

مجلة Mit News

الذكاء الاصطناعي

الفراغ

المدن الذكية

بلوكشين

قصة مميزة

الملف الشخصي للخريجين

اتصال الخريجين

ميزة أخبار معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا

1865

وجهة نظري

77 Mass Ave

قابل المؤلف

ملامح في الكرم

شوهد في الحرم الجامعي

خطابات الخريجين

أخبار

انتخابات 2020

فهرس With

تحت القبه

خرطوم الحريق

مؤشر With

قصص لانهائية

مشروع تكنولوجيا الوباء

من الرئيس

غلاف القصه

معرض الصور

موصى به