Revolūcija datortehnoloģijā: Greifsvaldes pētījumi, kurus iedvesmo smadzenes!

Revolūcija datortehnoloģijā: Greifsvaldes pētījumi, kurus iedvesmo smadzenes!

Greifsvaldes universitātes fiziķi izstrādā daudzsološu pieeju energoefektīviem datoriem, ko iedvesmo cilvēka smadzenes. Ņemot vērā izaicinājumus, ar kuriem saskaras mūsdienu skaitļošanas tehnoloģija – īpaši lielo enerģijas patēriņu, uzglabāšanas un apstrādes vienību atdalīšanu un lēno datu pārsūtīšanu –, ir jāpārdomā skaitļošanas arhitektūra. Pieaugošās prasības, ko rada plaši AI modeļi un milzīgs datu apjoms, virza pētījumus par neiromorfām koncepcijām, kuru pamatā ir cilvēka smadzeņu funkcija. Šīs pieejas kļūst arvien aktuālākas, lai panāktu ilgtspējīgu attīstību datorzinātnēs, piemēram uni-greifswald.de ziņots.

Pētnieku grupa, kuru vadīja Dr. Taherehs Sadats Parvini un prof. Dr. Markuss Mincenbergs, strādā pie magnētisko tuneļu krustojumiem (MTJ), kas var gan uzglabāt, gan apstrādāt informāciju. Komanda izstrādā hibrīda optoelektriskās ierosmes shēmu, kas apvieno elektriskās strāvas ar īsiem lāzera impulsiem. Šī metodoloģija ļauj ģenerēt lielus termoelektriskos spriegumus MTJ, kas veicina sinapsēm līdzīgu uzvedību.

Jaunās tehnoloģijas īpašības un pielietojums

Magnētiskajiem tuneļa kontaktiem ir trīs ievērojamas īpašības: Pirmkārt, spriegumu var elastīgi regulēt, kas atbilst sinaptiskajam svaram. Otrkārt, rodas spontāni “smailes” signāli, līdzīgi informācijas apmaiņai starp nervu šūnām. Treškārt, izstrādātais neiromorfiskais tīkls simulācijās sasniedza 93,7% atpazīšanas precizitāti ar roku rakstītiem cipariem. Prof. Dr. Markus Mincenbergs izceļ kompakto un enerģiju taupošo platformu, kas padara šo tehnoloģiju par priekšnoteikumu nākotnes skaitļošanas lietojumprogrammām. Turklāt tehnoloģija ir savietojama ar esošo pusvadītāju tehnoloģiju, kas ļauj to izmantot ikdienas ierīcēs un augstas veiktspējas datoros.

Problēmas pašreizējā skaitļošanas jomā, piemēram, pieaugošās mikroshēmu izstrādes un ražošanas izmaksas un nepieciešamā koncentrēšanās uz resursu taupīšanas tehnoloģijām, risina arī iis.fraunhofer.de tematizēts. Neiromorfā skaitļošana tiek uzskatīta par risinājumu, jo tā atdarina bioloģisko smadzeņu darbību. Šīs pieejas ne tikai uzlabo energoefektivitāti, bet arī nodrošina resursietilpīgas AI lietojumprogrammas ar akumulatoru darbināmās ierīcēs.

Nākotnes perspektīvas neiromorfiskajā skaitļošanā

Galvenais neiromorfās skaitļošanas aspekts ir zema latentuma un augstas energoefektivitātes kombinācija, kas ir paredzēta, lai palīdzētu optimizēt reāllaika malas AI lietojumprogrammas. Šai tehnoloģijai varētu būt galvenā loma, jo īpaši datu aizsardzības risinājumu jomā, kuriem nav nepieciešama piekļuve mākoņsistēmām. Tāpēc Fraunhofer IIS ir uzsācis projektu "Neuromorphic Computing", kas izstrādā algoritmus un aparatūru neiromorfiskajiem procesoriem CMOS tehnoloģijā integrēšanai gala ierīcēs.

Turklāt nozare strādā pie novatorisku AI lietojumprogrammu izstrādes, kas nodrošinās augstu paralēlo apstrādi un zemu latentumu. Lielākie uzņēmumi, piemēram, Intel, IBM un citas pētniecības iestādes, iegulda lielus līdzekļus šajā tehnoloģijā, ko varētu izmantot vidējā termiņā tādās jomās kā robotika, medicīnas tehnoloģijas un autonomās sistēmas. techzeitgeist.de prognozēts.

Lai gan ir tādi uzlabojumi kā Intel Loihi mikroshēma, kas ir īpaši optimizēta malu skaitļošanas lietojumprogrammām, tādas problēmas kā augstās ražošanas izmaksas un nepieciešamība izstrādāt atbilstošu programmatūru kavē neiromorfo sistēmu izplatību. Prognozes liecina, ka pirmās neiromorfās mikroshēmas varētu būt pieejamas līdz 2025. gadam, taču tās nevar viegli integrēt masu tirgū esošo šķēršļu dēļ.

Neiromorfo skaitļošanas tehnoloģiju attīstība, ko virza Greifsvaldes universitāte un ko atbalsta sadarbība ar tādiem institūtiem kā Maksa Planka Gaismas zinātnes institūts un Starptautiskā Ibērijas nanotehnoloģiju laboratorija, ir nozīmīgs progress, kas var ne tikai mainīt datorzinātnes, bet arī ietekmēt daudzas citas nozares.