Malá destička s neuročipy simuluje milion lidských neuronů

Na malé destičce o velikosti iPadu se nachází soustava speciálních hardwarových čipů, které jsou schopné simulovat milion neuronů a miliardu synapsí. To vše s velmi nízkou spotřebou. Cena vašeho mozku se snižuje.

V současnosti již běží několik větších projektů zaměřených na výzkum a simulaci mozku a jeho vlastností pomocí elektronických čipů. I když jsme schopni simulovat neurony a konfigurovatelné synapse pomocí software, taková cesta je neefektivní z pohledu výkonu i spotřeby. Řešením je tak přímá tvorba hardwarových čipů, které budou tyto základní prvky naše mozku simulovat rychle a efektivně.

TIP: Začíná největší projekt tvorby simulace lidského mozku

Zatím největší projekt v dějinách lidstva je Human Brain Project, který bude trvat několik příštích let, ale i menší vědecké týmy se snaží vytvářet nástroje a hardware, který je schopen efektivně simulovat neuronovou síť mozku. Jedním takovým je právě Neurogrid, který už je ve funkčním prototypu.

Neurogrid: 16 čipů Neurocore na jedné destičce

Vědci ze Stanfordu dokázali vytvořit efektivní čipy, které simulují neurony a synapse v zatím v nejlepší podobě z pohledu výkonu, spotřeby a velikosti. Na desce o velikosti iPadu se nachází celkem 16 specializovaných čipů Neurocore. Jeden takový čip obsahuje 65 536 elektronických neuronů a tisíckrát více synapsí.

Klepněte pro větší obrázek
Deska Neurogrid s 16 čipy neurocore simuluje milion neuronů a miliardu synpasí se spotřebou pouze 5 W

Celá základní deska Neurogrid tak dokáže simulovat dohromady jeden milion neuronů a miliardu synapsí. Pro srovnání – náš mozek má přibližně 80 000× větší počet neuronů i synapsí.

I když jsou čipy Neurocore vyráběné 15 let starou výrobní technologií, jsou stále 100 000× efektivnější v rámci poměru výkonu a spotřeby než simulace takového počtu neuronů a synapsí na běžném počítači pomocí softwaru. Spotřeba celé karty je totiž pouze 5 W.

Úžasná efektivita? Ano, ale ve srovnání s naším biologickým superpočítačem na ramenou je to stále málo.

Cena půjde dolů

I když je Neurogrid nesrovnatelně úspornější než simulace na běžném počítači, pokud tuto soustavu čipů srovnáme s lidským mozkem, tak je znát stále velká propast. Náš mozek obsahuje 80 000× více neuronů a synapsí, jeho spotřeba je ale pouze třikrát vyšší. Miliardy let vývoje zkrátka znamenají skvělou efektivitu.

Klepněte pro větší obrázek
Deska i čipy jsou zatím ve fázi prototypu, cena by s moderní výrobní technologií měla být 400 dolarů

Prototyp desky s 16 čipy má současnou cenu 40 000 dolarů (přibližně 800 000 Kč), nesmíme ale zapomínat, že se zatím vyrábí starou technologií. Vědci tak počítají s tím, že přechodem na moderní výrobní technologie v oblasti kolem 20 nm, bude možné tuto cenu srazit minimálně stokrát, čímž se dostaneme na přibližně 400 dolarů (8 000 Kč). Taková by měla být v nejbližší době cena za jeden milion neuronů a miliardu synapsí.

Příchod neuroakcelerátorů a levných mozků

Uměla inteligence je technologie budoucnosti, která prostoupí všemi segmenty, které si lze představit. Všude kde je potřeba inteligence a v současnosti tuto pozici třeba zastává člověk, bude nahrazena podle náročnosti. Čím jednodušší úkoly, tím dříve je bude možné zpracovat pomocí umělé inteligence běžící efektivně třeba v rámci malého a levného čipu.

Ať už jde o Google auto bez řidiče, nebo různé roboty zamřené na různé úkoly či třeba virtuální asistentky v mobilních telefonech schopné za vás přepsat/přeložit váš mluvený text nebo odpovědět na jakoukoli otázku – všude bude stále více vládnout umělá inteligence, která bude levnější a lepší než lidský mozek.

Vzhledem k celkem předvídatelnému technologickému vývoji, který už desítky let znamená tisícinásobné zvýšení výkonu během přibližně deseti let, lze i v tomto případě odhadnout i vývoj a cenu do budoucna.


Klepněte pro větší obrázek
Výkon, kapacita a další technologické parametry se zlepšují tisíckrát během každých desetl let.

Pokud v současnosti je možné mít milion neuronů a miliardu synapsí za 8 000 korun, za deset let, tedy v roce 2024 bude za stejnou cenu tisíckrát více – miliarda neuronů a bilion synapsí (spíše i více, nemusí jít o konkrétní počet, ale spíše celkový výkon). A to už je pouze stokrát méně, než má lidský mozek.

Při specializaci na určitou oblast bude tolik neuronů už bez problému porážet člověka v jakýchkoli specializovaných úkolech. I když asi nelze odhadnout přesná čísla rozložení dané specializace v lidském mozku – ve smyslu, že miliarda neuronů se například stará o životní funkce, pět miliard neuronů o rozpoznávání objektů a zpracování signálů z očí a dalších senzorů a podobně, určitě rozdělení v rámci celé neuronové sítě existuje. Jednotlivé oblasti mozku, které se například starají o řeč, pohyb končetin nebo logiku už jsou známé poměrně dávno.

Bude náš mozek vůbec konkurenceschopný? Pravděpodobně pouze pro komplexnější a kreativní úkoly. Ale ne na dlouho. I když ponecháme cenu 8 000 Kč za miliardu neuronů v roce 2024, bude se v té době jednat o velikost menší než jeden čip. Datacentra společností jako Google, Facebook nebo Apple budou moci mít takových čipů miliony a poskytovat tak obří inteligenci klidně i zadarmo.

TIP: Výpočetní výkon: od mozku až k superpočítačům

I když lze předpokládat, že část těchto hardwarových neuronových sítí bude v roce 2024 už součástí hybridních čipů (stejně jako došlo k integraci koprocesoru, grafiky, řadičů a dalších částí do jednoho čipu), určitě bude hlavní výkon poskytován v cloudu.

Máte strach? To je dobře. Připravte se na budoucnost, kdy staré dovednosti nebudou mít žádnou cenu. Učte se stále nové věci a mějte komplexní znalosti. Používejte moderní technologie k rozšíření vlastních schopností.

Témata článku: Hardware, Technologie, Umělá inteligence, Neuronová síť, Synapse

53 komentářů

Nejnovější komentáře

  • Tomáš Růžička 4. 5. 2014 10:55:07
    Navrhuji jednou destičkou nahradit celou poslaneckou sněmovnu. Počet...
  • Vestor 4. 5. 2014 0:02:00
    Umělá inteligence v některých oborech už dávno zvítězila, například na...
  • Petr Rezek 3. 5. 2014 23:05:20
    Umělá inteligence a umělá neuronová síť spolu mají podobný vztah, jako...
Určitě si přečtěte

Sbíječky vyměnili za klávesnice. Nový projekt má za cíl přeučit horníky na programátory

Sbíječky vyměnili za klávesnice. Nový projekt má za cíl přeučit horníky na programátory

** Programátorů je málo a horníků bez práce po uzavření dolu Paskov bude moc ** Problém řeší unikátní projekt ** Pilotní kurz dává naději, že by z horníků mohli být použitelní kodéři

28.  11.  2016 | David Polesný | 78

ASUS ZenBook 3 se začal prodávat v Česku. Je ve všem lepší než MacBook, ale bude to stačit?

ASUS ZenBook 3 se začal prodávat v Česku. Je ve všem lepší než MacBook, ale bude to stačit?

** Novinka od Asusu míří přímo proti MacBooku od Applu ** Nabídne daleko více výkonu za stejné peníze

2.  12.  2016 | David Polesný | 119