در حال بارگذاری ...

تراشه مبتنی بر شبکه عصبی آی بی اِم قدرتی فراتر از مغز موش و اندازه ای برابر یک هارد دارد

دانشمندان در پی آنند تا با شبیه سازی شبکه های عصبی که مغز انسان از آن پیروی می کند به قدرت پردازشی خارق العاده ای دست پیدا کنند. هرچند موفقیت هایی در این زمینه حاصل شده، اما سایز بزرگ در کنار تاخیر در پاسخگویی مشکل بزرگ این نوع پردازنده ها است. البته آی بی اِم اعلام کرده که راه حلی برای این موضوع یافته و تراشه ای مبتنی بر شبکه های عصبی در اندازه ی مغز یک موش توسعه داده است.

ین روزها دانشمندان با توسعه ی شبکه های عصبی به نتایج مناسبی دست یافته اند. تراشه های مبتنی بر این فناوری قادرند وظایف خارق العاده ای را به سرانجام برسانند؛ از این جمله می توان به شناسایی و توصیف تصاویر، ترجمه ی گفتار، انجام بازی های کامپیوتری و حتی داشتن رویا اشاره کرد. اما در کنار این توانایی ها باید به محدودیت چنین سیستم هایی نیز اشاره کرد که شامل کند بودن و اندازه ی بزرگ سیستم های مبتنی بر این فناوری می شود. برای مثال نرم افزار DeepDream که مبتنی بر فناوری شبکه های عصبی است، در صورت استفاده روی یک رایانه دسکتاپ برای تشخیص تصویر به زمانی بیش از ده دقیقه نیاز دارد. بهترین نمونه برای بررسی سیستم های صوتی هوشمند گوگل ناو و سیری است که در صورت تعامل با کاربر، برای ارائه ی نتیجه باید به تبادلات اطلاعات با سوپرکامپیوترهایی بپردازند که توسط اپل و گوگل بدین منظور طراحی شده است. این رفت و برگشت منجر به ایجاد تاخیر در پاسخگویی می شود.

 باید به این نکته اشاره کرد که هنوز فاصله ی زیادی تا زمان تولید پردازنده های مبتنی بر شبکه های عصبی متشکل از میلیون ها نئورون به منظور استفاده در گوشی های هوشمند باقی مانده است. با توجه به توسعه ی فناوری های دیگری نظیر رایانش کوانتومی و همچنین فاصله ی چند ساله تا رسیدن به آخرین روزهای برقراری قانون مور، هنوز باید تا عرضه ی محصولاتی با این قابلیت صبر کرد. بسیاری از کمپانی ها در تلاشند تا در این فاصله ی باقی مانده مشکلات موجود را برطرف کرده و این فناوری را برای عرضه بصورت تجاری آماده کنند. در این بین آی بی اِم به عنوان یک کمپانی شناخته شده از یافتن راهی برای حل مشکلات موجود خبر داده است.

مغز در یک بسته

اندازه ی کل مجموعه برابر با سایز یک یخچال کوچک است. درون این مجموعه ۴۸ بسته ی کوچک به اندازه ی هارد درایو کامپیوتر قرار گرفته است. درون این بسته های کوچک تراشه هایی قرار گرفته اند که همگی مبتنی بر فناوری شبکه های عصبی هستند. آی بی اِم این تراشه ها را TrueNorth خوانده است. این تراشه ها بصورت اختصاصی برای فعالیت در بستر شبکه های عصبی طراحی شده اند. این تراشه ها با استفاده از سیلیکون و متشکل از آنالوگ های فیزکی طراحی شده اند که شامل نئورون ها و سیناپس ها (ارتباط بین نئورون) هستند.

هر تراشه شامل بیش از یک میلیون نئورون و ۲۵۶ سیناپس بین نئورون ها است. در مجموع درون هر بسته که اندازه ای برابر هارد درایو کامپیوترها دارند، بیش از ۴۸ میلیون نئورون سیلیکونی قرار گرفته که تعداد آن ها از نئورون های موجود در غشا مغزی یک موش بیشتر است. مغز موش ها بیش از ۲۱ میلیون نئورون در خود جای داده است. با در نظر گرفتن این موضوع می توان به جرات گفت که قدرت پردازشی فوق العاده ای درون این بسته ها جا گرفته است.

ویژگی اصلی این تراشه ها این است که علاوه بر استفاده از یک بستر نرم افزاری که مبتنی بر فناوری شبکه های عصبی کار کرده و آن را شبیه سازی می کند، نئورون ها نیز در قالب سیلیکون روی تراشه توسعه یافته اند. استفاده از این تراشه ها در کنار هم می تواند قدرت بالایی را در اختیار کاربران قرار دهد. پیاده سازی چنین شبکه ی عظیمی با استفاده از معماری های معمول می تواند فضای زیادی را اشغال کند بطوریکه انرژی مورد نیاز برای راه اندازی آن می توان با انرژی الکتریکی مورد نیاز یک شهر برابری کند؛ اما آنچه که آی بی اِم توسعه داده تنها به ۷۰ میلی وات انرژی نیاز دارد. برای درک بهتر انرژی مورد نیاز هر تراشه بهتر است بدانید که با استفاده از باتری گوشی های هوشمند معمول، هر تراشه می تواند نیاز خود را تا یک هفته تامین کند. انرژی مورد استفاده توسط هر یک از تراشه ها کمتر از یک صدم انرژی مورد نیاز برای فعالیت یک پردازنده ی قدرتمند اینتل است. در مجموع هر ۴۸ تراشه انرژی کمتری از آنچه که کامپیوتر پی سی مصرف می کنند، مورد استفاده قرار می دهند.

توسعه ی گجت های موبایل با هوش بالا

در حال حاضر آنچه که آی بی اِم توسعه داده برای استفاده در گوشی های هوشمند مناسب نیست. انتظار می رود در آینده ی نزدیک این تراشه ها در سایز کوچک تر و با قابلیت مصرف بسیار پایین انرژی تولید شده و سازندگان گوشی های هوشمند و سایر گجت های هوشمند نظیر خودروها مجهز به سیستم رانندگی هوشمند یا پهپادها را مجاب به استفاده از آن ها در محصولات خود نمایند. در صورتی که استفاده از تراشه های مبتنی بر شبکه های عصبی بصورت تجاری روانه ی بازار شود، در این حالت شاهد رشد روز افزون هوش مصنوعی خواهیم بود. همچنین استفاده از کلاد به موجب عدم نیاز به دسترسی به سرورهای هوشمند بسیار کاهش خواهد یافت.

متاسفانه این تراشه ها نمی توانند امکان یادگیری را در یک شبکه داشته باشند؛ اما در آینده شاهد اضافه شدن آن خواهیم بود. در حال حاضر برای یادگیری انجام یک وظیفه در شبکه باید از یک سوپرکامپیوتر استفاده شود و پس از آنکه شبکه موضوع مورد نظر را فراگرفت، می توان از تراشه ی TrueNorth برای انجام این وظیفه استفاده کرد. شاید در آینده شاهد این موضوع باشیم که این تراشه ها بتوانند الگوریتم یادگیری را در شبکه پیاده کنند که نتیجه ی آن ایجاد مغزهای متفکر الکترونیک است.

یقینا بهره گیری از معماری جدید در سخت افزار نیازمند بکارگیری نرم افزاری جدید با تمرکز روی قابلیت های جدید است. آی بی اِم به همین منظور دانشمندان از ۳۰ موسسه ی تحقیقاتی در پنج قاره را دعوت کرده تا پس از مشاهده ی سیستم توسعه یافته، تراشه های تولید شده را در اختیار مخصصان قرار دهد تا از این طریق و با کمک محققان روش های تولید یک نرم افزار بهینه و مناسب برای تراشه های مبتنی بر شبکه های عصبی را بیابند.

تراشه ای برای تمام فصول

با نزدیک شدن به آخرین روزهای بقای قانون مور در دنیای ریزپردازنده ها، این فناوری اهمیتی دو چندان پیدا می کنند. به قطع یقین ظهور این فناوری ها بصورت تجاری مرز دانش را بسیار گسترده تر از پیش خواهد کرد؛ چرا که با توجه به وابستگی دانش بشری به قدرت پردازشی رایانه ها، افزایش این قدرت رابطه ی مستقیمی با افزایش قدرت بشر برای اکتشافات جدید و حل معماهای جهان هستی دارد. مغز انسان بطور متوسط از وجود بیش از ۱۰۰ میلیارد نئورون بهره می برد. در صورتی که دانشمندان موفق به کشف الگوریتم های فکری در انسان شده و به شبیه سازی این الگوریتم ها در دنیای نرم افزار بپردازند، می توان با استفاده از ۲۰۰۰ بسته ی ۴۸ تایی تراشه ی TrueNorth، به شبیه سازی کارکرد مغز انسان پرداخت.

البته با کمی محاسبه می توان دید که حجم این سیستم یک اتاق را اشغال کرده و انرژی مورد نیاز برای راه اندازی آن کمی کمتر از انرژی مورد نیاز یک خودروی الکتریکی خواهد بود؛ از این رو نمی توان TrueNorth را به عنوان هدف غایی شبکه های عصبی و یک دستاورد نهایی بزرگ تعبیر کرد؛ بلکه این تراشه چراغ راهی است که پیشرفت بشر در گرو توسعه ی هر چه بیشتر آن نهفته است.

نکته ی دیگری که یافته های جدید در آدمی القا می کند، پی بردن به عظمت خداوند از طریق درک پیچیدگی های موجود در بدن انسان است.

نظر شما در این خصوص چیست؟


نظرات کاربران