. Последнее обновление сайта было в 06:11

  

IBM знает, как сделать симулятор мозга человека

(20:51) 20.10.2013
 +
шрифт
 -


// CyberSecurity.ru // - IBM использует человеческий мозг в качестве шаблона для создания новых типов процессоров, которые обещают прорыв в вычислениях. Несмотря на значительную философскую связь, компьютерные процессоры и мозг человека - это совершенно разные устройства с разными принципом работы. Однако в IBM полагают, что могли бы объединить две этих концепции воедино и создать новый принцип вычислительных продуктов с качественно новой производительностью.

Как рассказали в IBM, компания впервые начала думать над тем, как сблизить мозг человека и процессор компьютера почти два десятка лет назад, однако лишь в последнее десятилетие в этом направлении были сделаны подвижки. Так, в компании были созданы трехмерные чипы, в которых транзисторы располагались слоями и могли использоваться более эффективно в сравнении с "плоскими" чипами.

Сейчас в корпорации говорят, что поставляют компьютерное оборудование для европейского проекта Human Brain Project, стоимость которого составляет 1,3 млрд долларов. Здесь компьютеры применяются для симулирования работы головного мозга. Задача проекта - создать вычислительный аналог всего мозга человека, а не какого-то его отдельного элемента. В процессе исследований специалисты смогут подстраивать те или иные параметра, чтобы воссоздавать какие-то заболевания головного мозга, такие как болезнь Альцгеймера, шизофрения или аутизм.

В IBM, однако, сосредоточены на познавательных способностях мозга и здесь пытаются воссоздать процессор, который был бы достаточно интеллектуален для того, чтобы самостоятельно определять логику работы, делать заключения, связываться с другими машинами, а также общаться с людьми на привычном для нас языке.

"Если мы хотим создать такой когнитивный процессор, то нам необходимо понимать, как именно работает мозг", - рассказывает Маттиас Кайзерверт, директор IBM Research в Цюрихе. По его словам, одной из сложностей в работе является то, что у мозга были сотни миллионов лет, чтобы эволюционировать до идеальной модели, которая могла бы быть с одной стороны очень интеллектуальной, а с другой - могла бы потреблять минимум энергии для работы.

Сейчас технически возможно создать гигантский суперкомпьютер, который был бы близок по возможностям к мозгу, но такая машина потребляла бы непомерно много электричества, что не является целью IBM. "Суперкомпьютер IBM Watson в работе потребляет 85 киловатт электричества. Это много. Человеческий мозг потребляет 20 ватт", - говорит он.

По словам Кайзерверта, чтобы создать искомый процессор, который был бы подобен мозгу, нужно изменить само понятие процессора. Так, на протяжении десятков лет мощность процессоров определялась количеством его операций в секунду, тогда как в случае с мозгом этот метод не подходит и было бы правильнее выявлять количество решенных задач в секунду. Кроме того, еще необходимо учитывать пресловутую энергию, так как в случае в процессорами неучитывание этого фактора грозит крайней нэффективностью чипа. Традиционные чипы оперируют таким понятием, как количество операций на джоуль энергии.

В итоге, в IBM предлагают новое мерило производительности "мозго-процессора" - количество операций на литр объема. В IBM определяют мощность чипа тем, как много операций он может сделать, исходя из своего физического объема. Сегодняшние чипы и платы сравнительно плоские, тогда как физический размер компьютера - величина объемная. Это, по мнению инженеров IBM, не есть оптимально. Гораздо лучше, когда все свободное пространство машины отдано под вычислительные мощности.

"В нашем мозге примерно 40% его объема - это нейроны и синапсы, которые и отвечают за его деятельность. У современного сервера или компьютера за вычисление отвечает лишь миллионная доля его объема. Наш мозг - это гораздо более эффективное, плотное и менее требовательное решение", - говорит Бруно Мишель, исследователь из подразделения IBM  Research.

Как повысить эффективность процессоров? В IBM говорят, что для этого нужно создавать сверхплотные 3D-конфигурации чипов, а также использовать новые технологии литографии, такие как TSV (Trough-Silicon Vias). Впрочем, и тут не все так просто. Если просто объединить два чипа, произведенных по нынешним технологиям, то они просто перегреются друг от друга. В IBM видят перспективы также в создании новых технологий охлаждения чипов. Ранее в корпорации был создан необычный аква-компьютер Aquasar, который применяет супертонкие провода, пронизывающие всю систему. По этим проводам течет охлаждающая жидкость. Кстати, такой подход еще и очень экологичен: Aquasar производит лишь 1 грамм CO2 на 7,9 трлн вычислительных операций.

Однако жидкость - это еще не все. IBM также разрабатывает новую систему Redox Flow Batteries, которая применяется для передачи электричества без проводов. Две жидкости, называемые электролитами, каждая из которых имеет противоположные заряды ионов, циркулируют по системе, передавая электрическую энергию всем необходимым узлам. "Мы первые, кто научился в компьютерах при помощи жидкости передавать и холод и электричество сразу", - говорит Мишель. "Это уже ближе к тому, как работает наш мозг".

Как рассказал Патрик Руш, еще один инженер из IBM Research, здесь электролиты на основе ванадия перетекают через очень тонкие трубочки, толщиной примерно в 100 микрон (примерно толщина волоса). "Жидкие батареи" могут производить от 0,5 до 3 вольт, тогда как на 1 см2 данная система может генерировать примерно 1 ватт мощности.

В IBM говорят, что само по себе жидкостное охлаждение в масштабах датацентра - это уже известное решение, но вот жидкостное охлаждение внутри чипов - это новинка.

Мишель говорит, что на основе вышеописанных технологий его компания планирует разработать компьютер мощностью 1 петафлоп и объемом всего в 1 литр. Правда, сделать это предполагается лишь через 10-15 лет. Для того, чтобы создать машину мощностью 1 петафлоп с нынешними технологиями, требуется пространство примерно в 3/4 футбольного поля. Сегодняшний мощнейший суперкомпьютер обладает мощностью в 33,86 петафлоп/сек, но он использует 32 000 процессоров Intel Xeon и 48 000 сопроцессоров Xeon Phi.

В IBM Research говорят, что многие из нынешних работ базируются на программе Blue Brain, в рамках которой в прошлом году были созданы суперкомпьютер IBM Blue Gene и Blue Gene/Q - первый в мире компьютер со 128 терабайтами флеш-памяти. Эти машины способны симулировать работу примерно 70 млн мозговых нейронов. В ближайшей перспективе работу головного мозга, вероятно, получится симулировать на первом компьютере экса-масштаба, который сможет проводить до 1 квинтиллиона операций в секунду. Такие работы сейчас ведутся в Германии и США.

При помощи проектов по симуляции мозга специалисты надеются создать аналог мозга, который в будущем будет в точности повторять сам мозг и это позволит изучать то, как наш мозг реагирует на те или иные ощущения, как он работает с нервной системой. "Идея заключается в том, чтобы воспроизвести все аспекты мозга до мельчайших деталей. В будущем такие решения могли бы стать полноценными помощниками людей", - говорят в IBM Research


Страницы :1 2  все  


Код для вставки в блог:


Оставьте свой комментарий

Чтобы оставлять комментарии, Вам нужно ВОЙТИ или ЗАРЕГИСТРИРОВАТЬСЯ

Новостная лента