האם מערכות נוירומורפיות הן העתיד של מחשוב בעל ביצועים גבוהים?

המוח האנושי טוב להפליא באחסון ועיבוד מידע. בעוד שהידע שלנו על אופן פעולת המוח אינו שלם בשום אופן, מדענים ומהנדסים מפתחים טכנולוגיות מחשוב המחקות את אופן פעולת הנוירונים במוח. לא מדובר רק בבניית מחשבים מהירים יותר; המוח גם יעיל מאוד באנרגיה ואינדיקציות מוקדמות מצביעות על כך שמערכות נוירומורפיות יכולות לספק יעילות אנרגטית משופרת. זהו שיקול חשוב מכיוון שצריכת אנרגיה וחום פסולת הם גורמים מגבילים עבור אלקטרוניקה קונבנציונלית.

שאלה גדולה עבור העוסקים בתחום היא כמה רחוק עלינו ללכת בחיקוי המוח. האם מערכות עתידיות צריכות להיות נוירומורפיות - מנסות ליצור מערכות הקרובות למוח ככל האפשר - או שהן צריכות להיות בהשראת המוח, במקום לחקות אותו?

דרך טובה לחשוב על זה היא הקשר בין ציפורים למטוסים. הטיסה האנושית נוצרה בהשראת ציפורים ומטוס מחקה כמה היבטים של טיסה של עופות - הברור ביותר הוא שתי כנפיים. אבל מטוס הוא בשום אופן לא העתקה של ציפור - מנועי סילון שונים מאוד משרירים מנפנפי כנפיים, למשל.

ארבעה מומחים

השבוע, ארבעה מומחים לקחו חלק ב- דיון על התפקיד העתידי של מערכות נוירומורפיות במחשוב. את האירוע בראשות רגינה דיטמן, שהוא מומחה לחומרים אלקטרוניים ב-Forschungszentrum Jülich בגרמניה.

לטעון את המקרה עבור מחשוב נוירומורפי היו קוואבנה בוהן - המייסד והמנהל של מעבדת המוח בסיליקון של אוניברסיטת סטנפורד בקליפורניה - ו ראלף אטיין-קאמינגס, שמנהל את המעבדה למערכות חישוביות-מוטוריות באוניברסיטת ג'ונס הופקינס במרילנד.

דוגלים בזהירות היו יאן לקון - שהוא מדען AI ראשי ב-Meta (פייסבוק) וחבר במעבדת אינטליגנציה, למידה, חזון ורובוטיקה חישובית באוניברסיטת ניו יורק - ו ביל דאלי הוא מדען ראשי ב-NVIDIA וחבר ב-Bio-X באוניברסיטת סטנפורד.

אינטגרציה בתלת מימד

בוהן פתח את הדיון באומרו שהצלחתו של מחשוב נוירומורפי תלויה ביכולת שלנו לשלב ולהגדיל רכיבים בדומה לאופן שבו תעשיית המוליכים למחצה השיגה צמיחה אקספוננציאלית במספר הטרנזיסטורים בשבב במשך שנים רבות. כדי להמחיש כמה חשוב קבוע הזמן בחוק מור הנוירומורפי הזה, הוא השתמש ביחידה משעשעת של כוח מחשוב נוירומורפי - המוח של הקפיברה - שאותה השווה למוח של זבוב.

מעבר מארכיטקטורות דו-ממד לתלת-ממד יעזור להניע אינטגרציה, סבור בוהן, אך ישנם אתגרים רבים.

אטיין-קאמינגס ציין כי מחשוב נוירומורפי שונה מאוד ממחשוב קונבנציונלי. בניגוד לפולסים אלקטרוניים במחשב, קוצים במתח במערכת עצבית אינם נושאים מידע, אלא המרווחים בין קוצים הם החשובים. במובן מסוים, מערכות נוירומורפיות מגיעות למימד הרביעי.

יישומים רפואיים

הוא הדגיש כי מערכות נוירומורפיות מבוססות ספייק ישחקו תפקידים חשובים בשילוב מערכות ביולוגיות עם מחשבים קונבנציונליים. זה יוביל לטכנולוגיות רפואיות טובות יותר כמו תותבות, למשל.

כשדיבר על המגבלות של מחשוב נוירומורפי, דאלי ציין כי קוצים הם דרך לא יעילה לייצוג מספרים. המשמעות היא שהם אינם שימושיים במיוחד לביצוע משימות רבות שנעשות כיום על ידי מחשבים רגילים. ואכן, הוא אמר שעלינו לחשוב יותר על אילו מודלים של רשתות עצביות מתאימים לאילו משימות - באמצעות הדוגמה של הציפור והמטוס. מערכות נוירומורפיות יהיו שימושיות להדמיית ביולוגיה, אמר.

לקון הסכים לגבי הצורך להיות חכם לגבי מה שאנו מעתיקים מהמוח במערכות מחשוב. הוא ציין שקשה מאוד לבנות ולשלב את האלקטרוניקה האנלוגית הדרושה למחשוב נוירומורפי כרגע, ושאל אם מהפכה בטכנולוגיה מגיעה.

מאיצים נוירומורפיים

הוא אמר שמערכות נוירומורפיות יכולות למצוא שימוש כמאיצים שעושים משימות ספציפיות עבור מערכות מחשוב קונבנציונליות. דוגמה שהוא נתן היא מאיץ למשקפי ראייה במציאות רבודה.

קראו עוד

מומחים מתווכחים על הדרכים האפשריות לבינה מלאכותית דמוית אדם

אז האם הקהל השתכנע על ידי התומכים הנוירומורפיים או על ידי הספקנים? סקר שנערך בתחילת הדיון על ידי דיטמן העלה כי 46% מהקהל הסכימו שמערכות נוירומורפיות הן העתיד של מחשוב בעל ביצועים גבוהים. לאחר הוויכוח, זה עלה ל-56%, אז יש את זה.

ניתן להירשם לצפייה בדיון כאן: העתיד של מחשוב בעל ביצועים גבוהים: האם מערכות נוירומורפיות הן התשובה? הדיון בחסות כתב העת מחשוב והנדסה נוירומורפית. זה פורסם על ידי IOP Publishing, שגם מביאה לך עולם הפיזיקה.

• קוואבנה בוהן מדברת על מחשוב נוירומורפי מבוסס סיליקון בעניין זה פרק של שבוע הפיזיקה העולמי פודקאסט.

ההודעה האם מערכות נוירומורפיות הן העתיד של מחשוב בעל ביצועים גבוהים? הופיע לראשונה ב עולם הפיזיקה.

• Coinsmart. בורסת הביטקוין והקריפטו הטובה באירופה.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. ידע מוגבר. גישה חופשית.
• CryptoHawk. רדאר אלטקוין. ניסיון חינם.
• מקור: https://physicsworld.com/a/are-neuromorphic-systems-the-future-of-high-performance-computing/