Revoluce v počítačové technologii: Greifswaldský výzkum inspirovaný mozkem!

Revoluce v počítačové technologii: Greifswaldský výzkum inspirovaný mozkem!

Fyzici na univerzitě v Greifswaldu vyvíjejí slibný přístup k energeticky účinným počítačům, který je inspirován lidským mozkem. Vzhledem k výzvám, kterým dnešní výpočetní technologie čelí – zejména vysoká spotřeba energie, oddělení úložných a zpracovatelských jednotek a pomalé přenosy dat – je nutné přehodnotit výpočetní architekturu. Rostoucí požadavky kvůli rozsáhlým modelům umělé inteligence a obrovskému množství dat pohání výzkum neuromorfních konceptů, které jsou založeny na funkci lidského mozku. Tyto přístupy se stávají stále aktuálnějšími pro dosažení udržitelného rozvoje v informatice, jako např uni-greifswald.de hlášeno.

Výzkumný tým vedený Dr. Tahereh Sadat Parvini a prof. Dr. Markusem Münzenbergem pracuje na magnetických tunelových spojích (MTJ), které mohou ukládat i zpracovávat informace. Tým vyvíjí hybridní schéma optoelektrického buzení, které kombinuje elektrické proudy s krátkými laserovými pulzy. Tato metodika umožňuje generování velkých termoelektrických napětí v MTJ, které podporují chování podobné synapsím.

Vlastnosti a aplikace nové technologie

Magnetické tunelové kontakty se vyznačují třemi pozoruhodnými vlastnostmi: Za prvé, napětí lze flexibilně nastavit, což odpovídá synaptické hmotnosti. Za druhé, dochází ke spontánním „špičkovým“ signálům, podobně jako při výměně informací mezi nervovými buňkami. Za třetí, vyvinutá neuromorfní síť dosáhla 93,7% přesnosti rozpoznání ručně psaných číslic v simulacích. Prof. Dr. Markus Münzenberg zdůrazňuje kompaktní a energeticky úspornou platformu, díky níž je tato technologie předurčena pro budoucí výpočetní aplikace. Technologie je navíc kompatibilní se stávající polovodičovou technologií, což umožňuje její použití v každodenních zařízeních a vysoce výkonných počítačích.

Výzvy v současné výpočetní oblasti, jako jsou rostoucí náklady na vývoj a výrobu čipů a nezbytné zaměření na technologie šetřící zdroje, jsou rovněž řešeny iis.fraunhofer.de tematizované. Neuromorfní výpočetní technika je považována za řešení, protože napodobuje způsob, jakým funguje biologický mozek. Tyto přístupy nejen zlepšují energetickou účinnost, ale umožňují také aplikace umělé inteligence náročné na zdroje na bateriově napájených zařízeních.

Budoucí vyhlídky v neuromorfních počítačích

Klíčovým aspektem neuromorfních výpočtů je kombinace nízké latence a vysoké energetické účinnosti, která má pomoci optimalizovat okrajové aplikace umělé inteligence v reálném čase. Tato technologie by mohla hrát klíčovou roli zejména v oblasti řešení ochrany dat, která nevyžadují přístup ke cloudovým systémům. Fraunhofer IIS proto zahájil projekt „Neuromorphic Computing“, který vyvíjí algoritmy a hardware pro neuromorfní procesory v technologii CMOS pro integraci do koncových zařízení.

Kromě toho průmysl pracuje na vývoji inovativních okrajových AI aplikací, které umožní vysoké paralelní zpracování a nízkou latenci. Velké společnosti jako Intel, IBM a další výzkumné instituce investují značné prostředky do této technologie, která by mohla být ve střednědobém horizontu použita v oblastech, jako je robotika, lékařské technologie a autonomní systémy. techzeitgeist.de předpověděl.

Přestože existuje vývoj, jako je čip Loihi společnosti Intel, který je speciálně optimalizován pro aplikace edge computingu, výzvy, jako jsou vysoké výrobní náklady a potřeba vyvinout vhodný software, stojí v cestě šíření neuromorfních systémů. Prognózy ukazují, že první neuromorfní čipy by mohly být dostupné do roku 2025, ale kvůli existujícím překážkám je nelze snadno integrovat do masového trhu.

Vývoj v neuromorfní výpočetní technologii, řízený Univerzitou v Greifswaldu a podporovaný spoluprací s instituty, jako je Max Planck Institute for Science of Light a International Iberian Nanotechnology Laboratory, představuje významný pokrok, který by mohl nejen způsobit revoluci v počítačové vědě, ale bude mít také dopad na mnoho dalších průmyslových odvětví.