Superkomputer Mirip Otak Baru Bertujuan untuk Mencocokkan Skala Otak Manusia

Sebuah superkomputer yang dijadwalkan untuk online pada bulan April 2024 akan menyaingi perkiraan tingkat operasi di otak manusia, menurut peneliti di Australia. Mesin yang diberi nama DeepSouth ini mampu melakukan 228 triliun operasi per detik.

Ini adalah superkomputer pertama di dunia yang mampu mensimulasikan jaringan neuron dan sinapsis (struktur biologis utama yang membentuk sistem saraf kita) pada skala otak manusia.

DeepSouth termasuk dalam suatu pendekatan dikenal sebagai komputasi neuromorfik, yang bertujuan untuk meniru proses biologis otak manusia. Ini akan dijalankan dari Pusat Internasional untuk Sistem Neuromorfik di Western Sydney University.

Otak kita adalah mesin komputasi paling menakjubkan yang kita kenal. Dengan mendistribusikannya
daya komputasi hingga miliaran unit kecil (neuron) yang berinteraksi melalui triliunan koneksi (sinapsis), otak dapat menyaingi superkomputer terkuat di dunia, namun hanya memerlukan daya yang sama dengan yang digunakan oleh bola lampu lemari es.

Sementara itu, superkomputer umumnya memakan banyak ruang dan membutuhkan daya listrik dalam jumlah besar untuk beroperasi. Dunia superkomputer paling kuat, yang Perbatasan Perusahaan Hewlett Packard, dapat melakukan lebih dari satu triliun operasi per detik. Luasnya 680 meter persegi (7,300 kaki persegi) dan membutuhkan 22.7 megawatt untuk beroperasi.

Otak kita dapat melakukan jumlah operasi yang sama per detik hanya dengan daya 20 watt, dan beratnya hanya 1.3 hingga 1.4 kilogram. Antara lain, komputasi neuromorfik bertujuan untuk mengungkap rahasia efisiensi luar biasa ini.

Transistor pada Batasnya

Pada tanggal 30 Juni 1945, ahli matematika dan fisikawan John von Neumann menggambarkan desain mesin baru, the Komputer Otomatis Variabel Diskrit Elektronik (Edvac). Ini secara efektif mendefinisikan komputer elektronik modern seperti yang kita kenal.

Ponsel cerdas saya, laptop yang saya gunakan untuk menulis artikel ini, dan superkomputer terkuat di dunia semuanya memiliki struktur dasar yang sama yang diperkenalkan oleh von Neumann hampir 80 tahun lalu. Ini semua memiliki unit pemrosesan dan memori yang berbeda, di mana data dan instruksi disimpan dalam memori dan dihitung oleh prosesor.

Selama beberapa dekade, jumlah transistor pada microchip meningkat dua kali lipat setiap dua tahun, pengamatan yang dikenal sebagai Hukum Moore. Hal ini memungkinkan kami memiliki komputer yang lebih kecil dan lebih murah.

Namun, ukuran transistor kini semakin dekat skala atom. Pada ukuran yang sangat kecil ini, timbulnya panas yang berlebihan merupakan suatu masalah, seperti halnya fenomena yang disebut penerowongan kuantum, yang mengganggu fungsi transistor. Hal ini melambat dan pada akhirnya akan menghentikan miniaturisasi transistor.

Untuk mengatasi masalah ini, para ilmuwan mengeksplorasi pendekatan baru
komputasi, dimulai dari komputer canggih yang kita semua sembunyikan di kepala kita, otak manusia. Otak kita tidak bekerja menurut model komputer John von Neumann. Mereka tidak memiliki area komputasi dan memori terpisah.

Mereka malah bekerja dengan menghubungkan miliaran sel saraf yang mengkomunikasikan informasi dalam bentuk impuls listrik. Informasi dapat disampaikan dari satu neuron ke neuron berikutnya melalui persimpangan yang disebut sinapsis. Organisasi neuron dan sinapsis di otak bersifat fleksibel, terukur, dan efisien.

Jadi di otak—dan tidak seperti di komputer—memori dan komputasi diatur oleh neuron dan sinapsis yang sama. Sejak akhir tahun 1980-an, para ilmuwan telah mempelajari model ini dengan tujuan untuk mengimpornya ke dunia komputasi.

Imitasi Kehidupan

Komputer neuromorfik didasarkan pada jaringan rumit yang terdiri dari prosesor dasar yang sederhana (yang bertindak seperti neuron dan sinapsis otak). Keuntungan utama dari mesin ini adalah pada dasarnya “paralel.”

Ini berarti bahwa, seperti halnya neuron dan sinapsis, hampir semua prosesor di komputer berpotensi beroperasi secara bersamaan, berkomunikasi secara bersamaan.

Selain itu, karena penghitungan yang dilakukan oleh masing-masing neuron dan sinapsis sangat sederhana dibandingkan dengan komputer tradisional, konsumsi energinya jauh lebih kecil. Meskipun neuron terkadang dianggap sebagai unit pemrosesan, dan bersinaps sebagai unit memori, mereka berkontribusi pada pemrosesan dan penyimpanan. Dengan kata lain, data sudah berada di tempat yang memerlukan komputasi.

Hal ini mempercepat komputasi otak secara umum karena tidak ada pemisahan antara memori dan prosesor, yang pada mesin klasik (von Neumann) menyebabkan perlambatan. Namun hal ini juga menghindari kebutuhan untuk melakukan tugas tertentu dalam mengakses data dari komponen memori utama, seperti yang terjadi pada sistem komputasi konvensional dan menghabiskan banyak energi.

Prinsip-prinsip yang baru saja kami jelaskan adalah inspirasi utama DeepSouth. Ini bukan satu-satunya sistem neuromorfik yang aktif saat ini. Perlu disebutkan Proyek Otak Manusia (HBP), didanai di bawah sebuah Inisiatif Uni Eropa. HBP beroperasi dari tahun 2013 hingga 2023, dan menghasilkan BrainScaleS, sebuah mesin yang berlokasi di Heidelberg, Jerman, yang meniru cara kerja neuron dan sinapsis.

Skala OtakS dapat mensimulasikan bagaimana neuron “menonjol”, cara impuls listrik berjalan di sepanjang neuron di otak kita. Hal ini akan menjadikan BrainScaleS kandidat ideal untuk menyelidiki mekanisme proses kognitif dan, di masa depan, mekanisme yang mendasari penyakit neurologis dan neurodegeneratif yang serius.

Karena mereka dirancang untuk meniru otak sebenarnya, komputer neuromorfik bisa menjadi awal dari titik balik. Menawarkan daya komputasi yang berkelanjutan dan terjangkau serta memungkinkan peneliti mengevaluasi model sistem neurologis, mereka adalah platform ideal untuk berbagai aplikasi. Mereka memiliki potensi untuk memajukan pemahaman kita tentang otak dan menawarkan pendekatan baru terhadap kecerdasan buatan.

Artikel ini diterbitkan kembali dari Percakapan di bawah lisensi Creative Commons. Membaca Artikel asli.

Gambar Kredit: marian anbu juwan / Pixabay

• Konten Bertenaga SEO & Distribusi PR. Dapatkan Amplifikasi Hari Ini.
• PlatoData.Jaringan Vertikal Generatif Ai. Berdayakan Diri Anda. Akses Di Sini.
• PlatoAiStream. Intelijen Web3. Pengetahuan Diperkuat. Akses Di Sini.
• PlatoESG. Karbon, teknologi bersih, energi, Lingkungan Hidup, Tenaga surya, Penanganan limbah. Akses Di Sini.
• PlatoHealth. Kecerdasan Uji Coba Biotek dan Klinis. Akses Di Sini.
• Sumber: https://singularityhub.com/2023/12/20/a-new-brain-like-supercomputer-aims-to-match-the-scale-of-the-human-brain/