NeuroGrid: архитектура ЭВМ по образцу человеческого мозга

Если мы хотим, чтобы компьютер когда-нибудь научился работать как человеческий мозг и настолько же эффективно управлять разными процессами, то в первую очередь нужно кардинально уменьшить энергопотребление микросхем. Кроме того, требуется изменить саму архитектуру, потому что сеть нейронов в человеческом мозге организована далеко не по принципам классической архитектуры фон Неймана.

Понимая суть проблем с моделированием человеческого мозга, группа инженеров из Стэнфордского университета разработала материнскую плату и микросхемы, которые максимальным образом эмулируют активность миллиона нейронов. Специфические вычисления с эмуляцией нейросети такой компьютер выполняет примерно в 9000 раз быстрее, чем обычный ПК, при этом потребляет в 100 000 раз меньше энергии. Результаты эксперимента стэнфордские учёные опубликовали в майском номере журнала IEEE.

Материнская плата под названием Neurogrid несёт на себе 16 микросхем Neurocore особой конструкции. Каждый чип содержит 65 536 «цифровых» нейронов. Как уже было сказано, вся плата целиком эмулирует 1 млн нейронов и миллиарды синаптических связей.

Для сравнения, нейрочипы производства IBM эмулируют всего лишь 256 нейронов и несколько сотен тысяч синаптических соединений. Разработкой нейроморфных микросхем занимается также Qualcomm, но она ещё не выпустила готовый образец.

Впрочем, до уровня энергопотребления мозга инженерам пока далеко. У среднего человека мозг содержит в 80 000 раз больше нейронов, чем Neurogrid, потребляя при этом всего втрое больше энергии.

Материнская плата Neurogrid стоит немало: изготовление прототипа обошлось в $40 000. Впрочем, по мнению авторов проекта, при массовом производстве цена снизится до $400.