Современные разработки уже позволяют создавать вычислительные системы, которые функционируют подобно человеческому мозгу и превосходят традиционные устройства по эффективности. Такие системы получили название нейроморфных из-за архитектуры, которая повторяет строение нейронов в биологическом мозге.

Отличия нейроморфных систем от обычных компьютеров

Стандартные компьютеры основаны на архитектуре Фон Неймана, где процессор и память разделены, и данные постоянно перемещаются между ними. В нейроморфных чипах искусственные нейроны выполняют функции хранения и обработки информации одновременно, что близко к работе мозга. Информация передается через короткие электрические импульсы, или спайки — сигналы, которые активируются при определенных событиях. Вне активности нейроны остаются в покое, что отличается от привычных микросхем, которые обрабатывают данные непрерывно.

Пример: для распознавания речи в шумной среде обычный чип анализирует весь поток звука постоянно, пытаясь устранить шум. Тогда как нейроморфный чип активируется только при появлении значимых сигналов, таких как речь, и реагирует только на них.

Преимущества такой архитектуры

• Энергоэффективность: такие системы расходуют энергию только при необходимости, что снижает потребление в разы.
• Высокая производительность: нейроны способны выполнять множество операций параллельно.
• Повышенная скорость: исключается задержка из-за передачи данных между отдельными компонентами.

К тому же нейроморфные системы обладают способностью обучаться — укреплять или ослаблять связи между нейронами, что позволяет самостоятельно выявлять закономерности в данных. Именно благодаря этой особенности такие чипы являются идеальными для реализации нейросетей.

Нейроморфные компьютеры сегодня

На сегодняшний день такие системы существуют только в научных лабораториях. Одним из первых образцов явился чип TrueNorth, выпущенный компанией IBM в 2014 году. Также в мире создаются крупные нейроморфные системы, такие как Intel Loihi 2, объединенные в систему Hala Point, насчитывающую около 1,15 миллиарда нейронов — примерно столько же, сколько у попугая. В Китае разработан Darwin3 с более чем 2,35 миллиардами нейронов.

Основные препятствия для массового производства — высокая стоимость изготовления, сложность программирования и погрешности при обработке сигналов из-за архитектурных особенностей.

Источник: @techno_yandex