Імітує роботу мозку людини: вчені представили аналоговий нейронний процесор
Джерело:
EEtimesКомпанія Rain Neuromorphics завершила створення цифрового проєкту процесора, який найбільш точно імітує роботу мозку людини. Чіп містить 10 тисяч цифрових нейронів та буде випущений з використанням 180-нм техпроцесу. Масштабування й зниження технологічних норм допоможе створити рішення для задач штучного інтелекту з гранично низьким споживанням та потужними когнітивними функціями.
Як відомо, мозок людини – це нейромережа з приблизно 90 мільярдів нейронів. Вхід кожного нейрона – це безліч "волосинок" – дендритів. Вони поширюють потенціал (імпульс напруги), який змушує нейрон реагувати тим чи іншим чином. Для реакції нейрона необхідна середня сума потенціалів усіх сигналів з безлічі дендритів, що робить мозок "аналоговим комп'ютером".
Цікаво "Нова хімія": як квантова наука допомагає провести неможливі хімічні реакції
Реакція нейрона також представлена потенціалом дії, але він поширюється іншими нервовими "волосинками" – аксонам. Як правило, у нейронів по одному аксону (виходу), який закінчується синапсом – місцем взаємодії з дендритами інших нейронів, якщо говорити про головний мозок.
Синапс
Безконтактний перехід від аксона до дендритів, взаємодія між якими є хімічною реакцією, а не електричним сигналом. Далі по дендрити знову побіжить електричний імпульс.Як вчені відтворили біологічні процеси в чипі
У чіпі хімію мозку повторити або складно, або неможливо. Тому імітація завжди буде умовною і чіп Rain Neuromorphics в цьому плані не став винятком. Але зате в плані відтворення дендритів здійснений прогрес. До кожного аксону цифрового нейрона підведено безліч дендритів (входів інших цифрових нейронів), що найбільш повно, на сьогодні, зображає будову головного мозку.
Відтворення аксонів запропоновано оригінальним методом. Розробники Rain Neuromorphics взяли за зразок вертикальні канали, створювані при виробництві пам'яті 3D NAND, але замість флешпам'яті (затворів), вони покрили аксони-канали матеріалом, що створює в місці контакту з дендритом перехід ReRAM.
Таким чином, синапс в запропонованому рішенні – це резистивний перехід, який управляє імпульсом напруги на вході нейрона. Ще ж і надто, дендрити з'єднують аксони з нейронами випадковим чином, майже як в мозку людини до навчання.
Колони-аксони з поперечними випадковими зв'язками-дендритами / Фото Rain Neuromorphics
Звичайно, стосовно напівпровідникової літографії ні про яку випадковості мови не може бути. Випадкові зв'язки не випадкові, а створені з погляду на певний алгоритм. Завдання – створити так звані розріджені матриці, які у процесі подальшого навчання створять нейронну мережу. Але це дуже близько до того, як встановлюються зв'язки між нейронами у головному мозку.
За словами розробників, перші чіпи зможуть забезпечити 125 мільйонів параметрів INT8 для обробки зору, мовлення, природної мови та рекомендацій, споживаючи при цьому менше ніж 50 Вт. Компанія очікує, що зразки будуть доступні вже у 2024 році, а кремній буде готовий до комерційного постачання у 2025 році.