Revolucija u računalnoj tehnologiji: istraživanje Greifswalda inspirirano mozgom!

Revolucija u računalnoj tehnologiji: istraživanje Greifswalda inspirirano mozgom!

Fizičari sa Sveučilišta u Greifswaldu razvijaju obećavajući pristup za energetski učinkovita računala koji je inspiriran ljudskim mozgom. S obzirom na izazove s kojima se suočava današnja računalna tehnologija - osobito visoka potrošnja energije, odvajanje jedinica za pohranu i obradu te spor prijenos podataka - potrebno je ponovno promišljanje računalne arhitekture. Rastući zahtjevi zbog opsežnih modela umjetne inteligencije i golemih količina podataka potiču istraživanje neuromorfnih koncepata koji se temelje na funkciji ljudskog mozga. Ovi pristupi postaju sve relevantniji za postizanje održivog razvoja u računalnim znanostima, kao što su uni-greifswald.de prijavio.

Istraživački tim predvođen dr. Tahereh Sadat Parvini i prof. dr. Markus Münzenberg radi na magnetskim tunelskim spojevima (MTJ) koji mogu i pohranjivati ​​i obrađivati ​​informacije. Tim razvija hibridnu shemu optoelektrične pobude koja kombinira električne struje s kratkim laserskim impulsima. Ova metodologija omogućuje stvaranje velikih termoelektričnih napona u MTJ-ovima, koji promiču ponašanje slično sinapsi.

Svojstva i primjene nove tehnologije

Kontakte magnetskog tunela karakteriziraju tri izvanredna svojstva: Prvo, napon se može fleksibilno podešavati, što odgovara sinaptičkoj težini. Drugo, javljaju se spontani "šiljasti" signali, slični razmjeni informacija između živčanih stanica. Treće, razvijena neuromorfna mreža postigla je točnost prepoznavanja od 93,7% za rukom pisane znamenke u simulacijama. Prof. dr. Markus Münzenberg ističe kompaktnu platformu koja štedi energiju, što ovu tehnologiju čini predodređenom za buduće računalne aplikacije. Osim toga, tehnologija je kompatibilna s postojećom tehnologijom poluvodiča, što omogućuje njezinu upotrebu u svakodnevnim uređajima i računalima visokih performansi.

Izazovi u sadašnjem području računalstva, kao što su sve veći troškovi razvoja i proizvodnje čipova i nužni fokus na tehnologije koje štede resurse, također se bave iis.fraunhofer.de tematizirana. Neuromorfno računalstvo se smatra rješenjem jer oponaša način na koji funkcionira biološki mozak. Ovi pristupi ne samo da poboljšavaju energetsku učinkovitost, već također omogućuju aplikacije AI koje zahtijevaju velike resurse na uređajima koji se napajaju baterijama.

Budući izgledi u neuromorfnom računalstvu

Ključni aspekt neuromorfnog računalstva je kombinacija niske latencije i visoke energetske učinkovitosti, koja je namijenjena za pomoć u optimizaciji rubnih AI aplikacija u stvarnom vremenu. Ova bi tehnologija mogla igrati ključnu ulogu, posebice u području rješenja za zaštitu podataka koja ne zahtijevaju pristup sustavima u oblaku. Fraunhofer IIS je stoga pokrenuo projekt "Neuromorphic Computing", koji razvija algoritme i hardver za neuromorfne procesore u CMOS tehnologiji za integraciju u krajnje uređaje.

Osim toga, industrija radi na razvoju inovativnih rubnih AI aplikacija koje će omogućiti visoku paralelnu obradu i nisku latenciju. Velike tvrtke poput Intela, IBM-a i drugih istraživačkih institucija ulažu velika sredstva u ovu tehnologiju, koja bi se srednjoročno mogla koristiti u područjima kao što su robotika, medicinska tehnologija i autonomni sustavi techzeitgeist.de predvidio.

Iako postoje novine poput Intelovog Loihi čipa, koji je posebno optimiziran za rubne računalne aplikacije, izazovi poput visokih troškova proizvodnje i potrebe za razvojem odgovarajućeg softvera stoje na putu širenju neuromorfnih sustava. Predviđanja pokazuju da bi prvi neuromorfni čipovi mogli biti dostupni do 2025., ali ne mogu se lako integrirati u masovno tržište zbog postojećih prepreka.

Razvoj neuromorfne računalne tehnologije, vođen Sveučilištem u Greifswaldu i podržan suradnjom s institutima kao što su Institut Max Planck za znanost o svjetlosti i Međunarodni iberijski nanotehnološki laboratorij, predstavlja značajan napredak koji ne samo da bi mogao revolucionirati računalnu znanost, već će također imati utjecaj na mnoge druge industrije.