Ливерморская национальная лаборатория (LLNL) на днях объявила о создании суперкомпьютера, принцип действия которого похож на работу мозга человека (в той мере, в какой ученые понимают основы функционирования этого органа). Система построена на основе чипа TrueNorth, имитирующего сеть из 16 миллионов нейронов с примерно 4 млрд синапсов. Конечно, до мозга человека такому компьютеру еще далеко (ведь у человека миллиарды нейронов), но эта модель все равно одна из самых мощных среди всех «мозгоподобных» ПК, когда-либо созданных человеком. Система умеет распознавать образы и решать различные вопросы так, как это делают люди.
В компьютере, созданном Ливерморской национальной лабораторией, установлено 16 TrueNorth чипов. Система получила название IBM Neuromorphic System. Использовать ее будут для изучения новых возможностей вычислительных систем, которые могут оказаться полезными Национальной администрации по ядерной безопасности. Специалисты проведут ряд тестов, которые покажут способности машины в отношении изучения окружающего мира, использования глубокого анализа и самообучения. Сама Лаборатория является «главной научно-исследовательской и опытно-конструкторской организацией для решения проблем национальной безопасности». Она отвечает за «безопасность и надёжность» ядерного оружия США, применяя в его разработках достижения современной науки и техники. Также Лаборатория занимается исследованиями в области наук, не связанных с оборонной деятельностью, таких как энергетика, экология и биология (в том числе биоинженерия).
«Нейроморфные вычисления открывают весьма впечатляющие новые возможности, и, в целом, эта сфера соответствует нашему видению будущего высокопроизводительных компьютерных систем», — говорит Джим Брейс (Jim Brase), один из руководителей проекта. «Потенциальные возможности нейроморфных вычислений и машинный интеллект помогут изменить то, как мы проводим научные исследования», — продолжает он.
Технология является качественно новой, очень сильно отличающейся от компьютерных технологий, доминировавших на рынке последние 70 лет. По словам участников проекта, на основе TrueNorth можно создавать системы в 50 раз более мощные, чем современные самые производительные суперкомпьютеры. При этом потреблять такие системы будут минимальное количество энергии и занимать небольшой объем (здесь также уместно сравнение с мозгом человека).
«Низкое энергопотребление таких систем отражает текущие потребности компьютерной индустрии и позволяет значительно снизить потребление энергии компьютерами будущего», — комментирует проект Майкл МакКой, еще один участник исследований.
TrueNorth потребляет гораздо меньше энергии и занимает меньше места, чем традиционные компьютерные системы. Отдельный чип TrueNorth, содержащий 5,4 млрд транзисторов, потребляет всего 70 мВт энергии. А процессор Intel с 1,4 млрд транзисторов потребляет от 35 до 140 Вт. Будущие версии TrueNorth могут быть значительно уменьшены до размера, который позволяет использовать такую систему в смартфоне или умных часах. У чипов TrueNorth есть и значительные преимущества перед GPU и FPGA. Корпорация IBM надеется, что TrueNorth станет тем фактором, который позволит компьютерным системам выйти на новый этап развития. Данные технологии могут использоваться не только для создания смартфонов или умных часов — нейроморфные чипы возможно использовать и в высокопроизводительных системах, устанавливаемых в дата-центрах.
Интересную аналогию проводят специалисты IBM с мозгом человека. Так, корпорация сравнивает обычные компьютерные системы с левым полушарием. Нейроморфные системы умеют находить отдельные паттерны в больших массивах данных и интерпретируют эту информацию как правое полушарие мозга. Возможно, в ближайшем будущем ученые смогут объединить возможности традиционных компьютеров и нейромфорных чипов, создав единую сверх-эффективную структуру.
По условиям договора Лаборатории и IBM, LLNL получает 16-чиповую TrueNorth систему с 16 миллионами нейронов и 4 млрд синапсов. Также Ливерморская национальная лаборатория получает всю необходимую экосистему для создания и управления энергоэффективными машинами, которые способны воспринимать информацию, познавать и действовать, как мозг человека. Экосистема включает симулятор, язык программирования, интегрированное программное окружение, библиотеку алгоритмов и приложений, прошивку, инструменты для составления нейросетей, обучающий курс, облачное окружение.
Корпорация IBM работает совместно с DARPA над созданием нейроморфных чипов (Systems of Neuromorphic Adaptive Plastic Scalable Electronics, SyNAPSE) уже много лет, реализация проекта началась еще в 2008 году. Цель — создание чипов и систем, работа которых была бы организована по принципу работы нейронов мозга животных (например, грызунов). Не так давно были представлены первые результаты работы по этому проекту.
Комментарии (44)
alex12345
04.04.2016 18:15-21«Цель — создание чипов и систем, работа которых была бы организована по принципу работы нейронов мозга животных» — неужели ещё кто-то смеет заявлять что мозг — продукт некой случайной «эволюции»?
iChaos
04.04.2016 21:31+12Таки да, смею! Мозг — продукт случайной эволюции!
zetta
04.04.2016 21:44-7о, и вы тудаже
с каких пор эволюция случайна?
vitalvas
05.04.2016 11:55-1любитель теорий заговоров?
получить точное подтверждения на сколько эволюция случайна, либо специальная, возможно только в одном случае — собрать машину времени и посмотреть своими глазами на весь процесс развития.zetta
05.04.2016 16:43при чем тут заговоры
естественный отбор не является случайным
metric_ghost
06.04.2016 16:47А каким? Что, параметры среды меняются по заложенным законам?
zetta
06.04.2016 17:07вы задали два вопроса не связанных между собой;
естественный отбор отбирает наиболее приспособленных особей, а не каких попало (т.е. случайных) — прочитайте изначальное утверждение alex12345 — все мною сказанное в контексте этого утвержденияmetric_ghost
06.04.2016 19:36Естественный отбор — это процесс приспособления к среде, которая меняется случайным образом. Т.е. и сам процесс естественного отбора — случаен и отбирает он именно что пригодных к текущим условиям каких попало, потому что организмы не создают средств для выживания плановым образом. Вот что я имел в виду.
zetta
06.04.2016 20:46я с вами совершенно согласен, однако я отвечал в контексте сказанного alex12345 — совершенно очевидно он имеет ввиду старую волынку креационистов предлагающих аналогию в виде торнадо проносящегося по свалке и собирающего боинг-747
MaM
07.04.2016 18:46Рискну отхватить пачку ничего не значащих минусов. Вот, читаю я ваш комментарий и страшно становится, вроде-бы ресурс себя позиционирует как научный, а не научно-популярный, и тем не менее встречается такая дикость. Человек прав! Развитие мозга это долгий закономерный процесс действия эволюции, одной из движущих сил которой является естественный отбор — то есть вполне закономерный процесс выживания более приспособленных особей. Где вы тут разглядели случайность? Случайность, к примеру мутации, создают лишь многообразие для последующего «отсеивания». Человека, я так предполагаю, заминусовали за подмену понятий и скептические настроения по поводу создания модели системы, схожей с мозгом или полной его имитации.
alex12345
09.04.2016 01:19По какой «закономерности» в днк половых клеток формируется кодирование белков, углеводов и липидов для построения у следующей особи зачатки глаза? По какой «закономерности» зачаток глаза превращается в глаз? Вы видели хотя бы подобие матмодели этого процесса, с указанием какие геномы образуются и по какой причине, с какой вероятностью, при каком количестве особей в популяции (оценка сверху снизу), с примерами подтвержденными в лабораторных условиях? В лабораторных условиях до сих пор не создали ни одной даже самой маленькой и простой живой клетки из неживого материла, как можно поверить что всё многообразие сложнейших и до сих пор неповторимых форм жизни произошло само?! А как произошли вирусы? Вы хотя бы в курсе что это такое и как они работают? А вы в курсе как и сколько у кормящей матери вырабатывается молоко? Её организм не для себя ведь его вырабатывает.
А в курсе что до 90% всех белков, закодированных в ДНК клетки – это белки-ферменты, и от того КАКИХ белков, СКОЛЬКО и в КАКОЕ ВРЕМЯ они будут создаваться в данной клетке и зависит КАКИХ, КОГДА и СКОЛЬКО других органических веществ будет образовываться.
Т.е. можно сказать, что информация о липидах и углеводах тоже “закодирована” в ДНК клетки, но не напрямую, а опосредованно через определенные виды белков-ферментов. В какой «научной» книге описан в теории процесс формирования такого механизма кодирования, декодирования и синтеза?
zetta
04.04.2016 21:31-7с каких пор эволюция стала случайной? вы бредить изволите
chupasaurus
05.04.2016 01:13+2Ну на нашей планете эволюция включает в себя мутации, просто «survival of the fittest» загоняет в тупик.
Только ситхи возводят всё в абсолют. ©
hommforever
05.04.2016 13:47Я профессионалом в этой области не являюсь. Сам я стал считать эволюцию случайным процессом «без причин и следствий» после прочтения книги «Эгоистичный ген». По моему мнению, в этой книге всё очень понятно изложено.
zetta
05.04.2016 16:49естественный отбор не случайный процесс — эволюция непредсказуема, как и любоая хаотическая система, но далеко не случайна
hommforever
09.04.2016 16:35Суть идеи (как понял её я) в том, что эволюция НЕ РАЗУМНА. Эволюция не знает куда и к чему идёт. Эволюция не пытается заложить конструкцию тела или мозга «с запасом» (а вдруг пригодиться). Именно эта неразумность и имеется ввиду под случайностью эволюции. Я не старался вложить в слово случайность полный рандом.
Очень сложно идею всей книги (даже серии книг) изложить в комментарии. Идея конечно ГОРАЗДО глубже. И я не претендую на отстаивание мнения автора здесь. Однако, я считаю, что практически все читатели хабра, кто не считает эволюцию случайной в том смысле что я написал, после прочтения книги изменят свою точку зрения. Очень уж она лаконично и понятно изложена.zetta
11.04.2016 17:35Кто не считает эволюцию случайной в том смысле, что вы написали, просто плохо учились в школе — все эти идеи абсолютно прозрачны.
Но это не имеет никакого отношения к моему утверждению — я отвечал в контексте топикстартера.
Staruy
04.04.2016 21:31Правильно ли я понял, система может самостоятельно найти одинаковые паттерны и человеку требуется только дать определение этим паттернам. То есть нашлось 100500 элементов на фотке, которые очень похожи на машину и пользователь вписывает определение для данного образа. Или же это могут быть хоку и система распознает между ними нечто общее и попросит дать определение. Тогда это очень напоминает вопросы ребенка…
PerlPower
05.04.2016 10:42Скорее всего нет, а сам этот чип — просто перевод типичных структур данных используемых для построения нейросетей в аппаратный вид, что дает выигрыш в скорости и энергопотреблении, но алгоритмы обучения и классификации остались те же. Другое дело, что могут быть и такие алгоритмы, которые просто не ложатся на традиционное железо ввиду очень малой эффективности, и обретя вторую жизнь на новых железках, они могут дать лучший результат.
Staruy
05.04.2016 10:48Извиняюсь, вывод сделал на основе еще этой статьи:
https://habrahabr.ru/company/ibm/blog/265551/
В тексте которой есть такое:
"Специалисты утверждают, что все это позволяет ускорить процесс обработки данных, поскольку информацию не требуется постоянно посылать и принимать, как в традиционных системах. Например, TrueNorth может идентифицировать все машины на фотографиях пользователя, без необходимости загрузки каждого фото на удаленный сервер для обработки в «облаке». Для обучения такой системе не требуется постоянное подключение к Сети."
Так же далее можно почитать, там описано что обрабатывается сразу несколько потоков данных.
vitalvas
04.04.2016 21:31-2Вот интересно. В результате на этом чипе/чипах можно собрать робота, очень похожего на Бендера?
andyN
05.04.2016 03:29«Интересную аналогию проводят специалисты IBM с мозгом человека...» — ну вот это, к сожалению, они уж слишком абстрагировались от «железа» и «мяса» на уровень скорее психологии. Оба полушария человека похожи друг на друга гораздо больше, чем на этот чип. Поэтому сравнение не совсем корректное.
sergeypid
05.04.2016 12:04+3Статья ниачем. На этом сайте ждут технических подробностей, а не хайпа "Ах искусственный интеллект! Ах эволюция!"
И глубинное обучение тут ни при чем — этот термин относится к многослойным сетям с обучением методом обратного распространения ошибки. У вас же в чипе спайковые сети, обучение путем накопления токенов, т.е. по Хеббу.
Рекламные статьи лучше на других сайтах псать.Mad__Max
11.04.2016 15:35Это блог компании IBM. Он и создан и ведется с единственной основной целью — PR и рекламы. Странно тут чего-то другого ожидать.
Хотя несколько большее количество технических деталей PR не испортят.
Mistx
05.04.2016 14:42По сути это специфический ускоритель обучения нейронных сетей (современного их представления научным сообществом) — одного единственного алгоритма. Почему в статье присутствуют попытки сравнения эффективности с процессорами общего назначения типа Intel, которые реализуют различные алгоритмы? Помоему, это мягко говоря, не имеет смысла.
Rathil
В какое удивительное все же время мы живём. Есть реальный шанс увидеть такие чудеса техники, о которых в прошлом веке только мечтали и рисовали в комиксах!
KpuTuK
Мне кажется, такими темпами еще и наши комиксы воплотятся в жизнь
Grief
Дальше будет только лучше! Ну или хуже, если господа Оруэлл и Хаксли окажутся правы