Новая компьютерная архитектура по типу мозга может улучшить методы обработки данных

7 Октября 2018, Илья Хель 6

Ученые из IBM разрабатывают новую компьютерную архитектуру, которая будет лучше приспособлена для обработки растущих объемов данных, поступающих с алгоритмов искусственного интеллекта. Вдохновение они черпают из человеческого мозга, а их наработки уже значительно превосходят традиционные компьютеры в сравнительных исследованиях. Результаты работы были опубликованы в последнем выпуске Journal of Applied Physics. Современные компьютеры построены на архитектуре фон Неймана, разработанной в 1940-х годах.


Вычислительные системы фон Неймана включают центральный процессор, который управляет логикой и арифметикой, память, накопитель, устройства ввода и выводы. Вместо этой достаточно примитивной «индустриальной» схемы ученые предлагают использовать компьютеры, созданные по типу мозга, в которых центры обработки и памяти будут совмещены.

Компьютер по типу мозга

Абу Себастьян, автор работы, объясняет, что выполнение определенных вычислительных задач в памяти компьютера может повысить эффективность системы и сохранить энергию.

«Если посмотреть на людей, мы производим расчеты, расходуя 20-30 Ватт энергии, в то время как ИИ, основанные на суперкомпьютерах, требуют киловатт или мегаватт энергии», говорит Себастьян. «В мозге синапсы одновременно рассчитывают и хранят информацию. В новой архитектуре, которая отходить от фон-неймановской, память играет более активную роль в вычислениях».

Команда IBM трижды заимствовала идеи у мозга человека. Первый уровень задействует динамическое состояние устройства памяти, чтобы производить расчеты непосредственно в самой памяти, подобно тому, как память мозга и обработка информации работают вместе в мозге. Второй уровень заимствует структуры синаптических сетей мозга для создания памяти со сменной фазой (PCM) для ускорения обучения глубоких нейронных сетей. Наконец, динамическая и стохастическая природа нейронов и синапсов вдохновила команду на создание мощных вычислительных субстратов для прорывных нейросетей.

Как думаете, что еще мы должны взять у мозга человека? Расскажите в нашем чате в Телеграме.

Новая компьютерная архитектура по типу мозга может улучшить методы обработки данных
Метки: , .

6 комментариев Оставить свой

  1. toge

    думаю, про работу мозга можно лишь строить гипотезы

    • gazon

      toge, Вам и мне-так точно!

  2. Реймонд Курдсвейлович

    Как хорошо что я ученный

  3. Putnik1964

    > Вместо этой достаточно примитивной «индустриальной» схемы ученые предлагают использовать компьютеры, созданные по типу мозга, в которых центры обработки и памяти будут совмещены.

    Если быть точным, то центральный процессор и память совмещены на одном кристалле уже с первых его моделей. Это сверхбыстрая кэш-память первого и второго уровня.
    С развитием процессоров, объём этой памяти и её быстродействие постоянно нарастали.

    Так что суть статьи не в том, что память соединили с CPU, а в том, что изменили архитектуру компьютера.

    • Pashtet495

      Putnik1964, Не совсем так. Кеш память - это кеш память, она пусть и рядом, пусть и быстрая, но не часть ядра процессора. Из кеша данные переносятся в регистры процессора, там уже над данными и происходят те или иные операции. Я так понимаю, что суть работы в том, чтобы сама память и была процессором, то есть память имела некоторые аппаратные возможности по совершению каких-то взаимных действий ячеек памяти друг с другом непосредственно в самом массиве памяти, а не в отдельном процессоре, куда их надо доставить. Аналогия с мозгом в том, что мозг не имеет разделения между отдельными блоками вычисления и памяти, а сама память тем или иным образом взаимодействуя приводит к генерации новых данных (вопрос о конкретных механиках этого процесса пока ещё открыт и к закрытию не приближается).

  4. deinstalation

    ждем через лет 10 очередную коротенькую статейку о "существенных" улучшениях в тестовых компах

Новый комментарий

Для отправки комментария вы должны авторизоваться или зарегистрироваться.