مغز انسان با پلتفرم سخت افزاری شبیه سازی شد/ انجام ۴ تِرا عملیات در ثانیه

خبرگزاری علم و فناوری دکتر نانو؛ تیمی از محققان بین المللی یک پلتفرم سخت افزاری نورومورفیک (عصب مانند) ایجاد کرده اند که می تواند عملکرد برنامه های محاسباتی مبتنی بر هوش مصنوعی را افزایش دهد. همچنین پتانسیل ایجاد سیستم های انرژی بهتر و کارآمدتر را دارد.

دستگاه های نورومورفیک سیستم هایی الکترونیکی هستند که برای تقلید از معماری و عملکرد مغز و سیستم عصبی انسان طراحی شده اند و بر توسعه رایانه های مغزمانند تمرکز دارد. دستگاه نورومورفیک توسعه یافته توسط محققان کاملاً خاص است زیرا می توان از آن برای مطالعه کنترل و دستکاری مولکول های سازنده یک ماده استفاده کرد.

دیمین تامپسون یکی از محققان و پروفسور مدل سازی مولکولی در دانشگاه لیمریک (Limerick) ایرلند می گوید: «این راه حل مرزشکن و متفاوت می تواند برای همه برنامه های محاسباتی مزایای زیادی داشته باشد از مراکز داده که تشنه انرژی هستند تا نقشه های دیجیتالی با حافظه فشرده و بازی های آنلاین».

پلتفرمی که محققان در مطالعه خود پیشنهاد کردند یک «مقاومت حافظه دار» مولکولی و آنالوگ است. این یک نوع دستگاه نورومورفیک قابل برنامه ریزی است که مانند سیستم حافظه مغز انسان عمل می کند. البته این پلتفرم یک کامپیوتر مغز مانند نیست بلکه جزء مورد نیاز برای ساخت چنین سیستم های محاسباتی است.

«مقاومت حافظه دار» از مولکول هایی تشکیل شده است که می توانند خواص الکتریکی خود را بر اساس میزان باری که از آنها می گذرد تغییر دهند.

طراحی این دستگاه «از مغز انسان الهام می گیرد و از تکان خوردن و تکان دادن طبیعی اتم ها برای پردازش و ذخیره اطلاعات استفاده می کند. تامپسون اظهار داشت: همانطور که مولکول ها به دور شبکه کریستالی خود می چرخند و جهش می کنند حالت های حافظه فردی زیادی ایجاد می کنند.

یکی از مزیت های مهم این «مقاومت حافظه دار» جدید توانایی آن در غلبه بر محدودیت های دستگاه های نورومورفیک قبلی است که وضوح محاسباتی در آنها کم بود. در مقابل مقاومت حافظه دار» فعلی به سطح فوق العاده ای از بهره وری انرژی به ویژه ۴.۱ ترا عملیات در ثانیه در هر وات (TOPS/W) دست می یابد. این کارایی بی سابقه راه را برای اجرای کارامد وظایف محاسباتی در سطح بالا هموار می کند که شامل آموزش شبکه های عصبی پردازش زبان طبیعی و پردازش سیگنال پیچیده نیست.

معماری این دستگاه دقیقاً منعکس کننده سیستم حافظه مغز انسان است زیرا از حرکت طبیعی اتم ها برای پردازش و ذخیره موثر اطلاعات استفاده می کند. این رویکرد نوآورانه با ایجاد یک شتاب دهنده نورومورفیک ۱۴ بیتی با دقت بالا که می تواند به طور یکپارچه در یک برد مدار استاندارد ادغام شود به اوج خود رسیده است.

پیامد های این فناوری پیشرفته بسیار گسترده است و در بسیاری از برنامه های محاسباتی گسترش می یابد. محققان درگیر در این پروژه آینده ای را در نظر گرفته اند که در آن رایانه های سنتی با موادی جایگزین می شوند که نه تنها عملکرد بالایی ارائه می دهند بلکه دوستی با محیط زیست را نیز در اولویت قرار می دهند.

این گزارش از پایگاه اینترنتی اینترستینگ اینجینیرینگ به فارسی برگردان شده است.