IBM научит программировать чипы, работающие по принципу мозга

Компания IBM Research разработала программное обеспечение для экспериментальных кристаллов, имитирующих работу человеческого мозга. Калифорнийские исследователи называют свою разработку «революционной программной экосистемой».

Технология позволяет программировать чипы, чья архитектура позаимствована у природы. Микросхемы работают на пониженной мощности, способны обрабатывать сенсорную информацию, действовать и познавать мир подобно тому, как это делает мозг человека.

Новое программное обеспечение кардинально отличается от традиционного софта. Компания IBM утверждает, что созданная ей модель программирования ломает традиционную модель с последовательным выполнением операций, которая уходит своими корнями в 1940-е годы к архитектуре Джона фон Неймана. За один такт модель IBM выполняет не одну, а множество команд одновременно. Новая модель предназначена для распределенных, тесно взаимосвязанных, асинхронных, параллельных и крупномасштабных когнитивных вычислительных архитектур.

Архитектуры и программы тесно взаимосвязаны, поэтому новая архитектура требует новую парадигму программирования. Мы работаем над созданием языка программирования Фортран для когнитивных компьютерных чипов. В дополнение к нынешним компьютерам это предоставит принципиально новые технологические возможности в свете программирования и внедрения развивающихся когнитивных систем, — говорит главный исследователь и старший менеджер IBM Research Дхармендра Модха.

Свои новые чипы, работающие по принципу человеческого мозга, IBM анонсировала еще в 2011 году. Однако для использования этих чипов требовалось создание специальных инструментов программирования.

По словам IBM, «мозгоподобные» компьютеры могут отличаться чрезвычайно высокой производительностью и низким энергопотреблением. Проект финансирует Управление перспективных исследований в области обороны (DARPA). Агентство уже инвестировало в разработки более 53 миллионов долларов.

Исследователи IBM предприняли важные шаги к созданию вычислительных машин, функционирующих по принципу мозга. Ими был разработан симулятор работы многопоточного, массово-параллельного и хорошо масштабируемого программного обеспечения с использованием массивной сети из нейросинаптических ядер, известных также как процессоры Synapse.

IBM поставила долгосрочной целью создание вычислительной системы размером с двухлитровую банку с десятью миллиардами нейронов и сотней триллионов виртуальных синапсов внутри, которая потребляла бы не более 1 кВт энергии.

Модель программирования следует принципу нейронной модели. Она компонуется из годных для многоразового использования строительных блоков, так называемых «корлетов» («Corelet»). Каждый Corelet представляет собой сеть нейронов. Внутренние операции нейрона скрыты от глаз программиста, который видит лишь внешние входы и выходы. Таким образом, программист может сосредоточиться на том, что делает нейрон, а не на том, как он это делает. Корлеты являются иерархическими структурами. Их можно использовать для создания новых более сложных корлетов.

Уже более 150 корлетов стало частью библиотеки для программистов. Компания IBM представляет новую модель программирования на международной конференции по нейронным сетям (International Joint Conference on Neural Networks, ICANN), которая в эти дни проходит в американском городе Даллас (штат Техас).

Ранее ученые из университета Дальхауз объявили о создании первого практичного высокоуровневого языка программирования для квантовых компьютеров.