„Intel“ pradeda smegenis primenančių lustų gamybą

„Intel“ pradeda eksperimentuoti su vadinamaisiais neuromorfiniais lustais, kuriuose bandoma tiksliau atkartoti tikrų smegenų funkcionavimą.

Lustų giganto tyrimų laboratorijoje sukurtame bandomajame „Intel Loihi“ procesoriuje yra 128 skaičiavimo branduoliai. Kiekviename branduolyje yra po 1 024 dirbtinius neuronus, tad visame luste iš viso yra daugiau nei 130 000 neuronų ir 130 milijonų sinapsių jungčių.

Remiantis neuronų skaičiumi, „Loihi“ lustas yra kiek sudėtingesnis už omaro smegenis. Tuo tarpu žmogaus smegenyse yra daugiau nei 80 milijardų neuronų. Kitaip tariant, šis lustas galės dar nė iš tolo neprilygsta žmogaus smegenų sudėtingumui.

Panašiai, kaip ir smegenys, „Loihi“ duomenis tarp neuronų perduoda kaip impulsų sekas. „Intel“ teigia, kad šis lustas gali prisitaikyti ir mokytis. Dabartinės naujausios mašininio mokymosi sistemos remiasi giliuoju mokymusi, kuriam reikalingi treniravimo modeliai, panaudojant milžiniškus duomenų masyvus ir daugybę kompiuterių. „Loihi“ lustui viso to intensyvaus treniravimo nereikia ir jis „mokosi pats“, sako „Intel“.

„Intel“ tyrėjai mano, kad toks lustas galėtų būti naudojamas prietaisuose, kurie turi mokytis realiu laiku: prie aplinkos pokyčių prisitaikančiuose autonominiuose dronuose ir automobiliuose; pradingusių žmonių ieškančiose kamerose; prie eismo sąlygų prisitaikančiuose šviesoforuose. Kadangi simuliuojami neuronai veikia pulsiniu režimu, lustas veikia efektyviau, nei tradiciniai lustai.

„Smegenys komunikuoja ne taip dažnai, kaip galėtume manyti, – duodamas interviu, sakė Narayan Srinivasa, „Intel Labs“ vyr. inžinierius ir mokslinis vadovas. – Šis lustas nenaudoja energijos, kol nėra impulso.“

„Intel“ nenurodė tiksliai, koks bus lusto efektyvumas, nes bandomasis pavyzdys dar neparengtas. Bet kompanija užsiminė, kad techninės įrangos energinis efektyvumas turėtų būti iki 1000 didesnis nei lustų, paprastai naudojamų dirbtinio intelekto sistemų treniravimui.

Pirmus bandomuosius lustus „Intel“ tikisi gauti lapkritį. Jie bus sukurti, naudojant „Intel“ 14 nanometrų technologinį procesą. Pirmuosius lustus kompanija planuoja pateikti universitetams ir DI tyrinėjantiems mokslininkams pirmoje 2018 metų pusėje.

Nors tikro procesoriaus „Intel“ dar neturi, kompanija kai kuriuos techninės įrangos bandymus jau atliko, naudodama programuojamus masyvus (FPGA), lustą, kurį galima perprogramuoti konkretiems tikslams. Naudodama FPGA, „Intel“ išbandė tokius dalykus, kaip kelio planavimas – tarkime, efektyviausio maršruto pasirinkimas iš vieno taško į kitus taškus žemėlapyje – ir žodyno mokymasis.

Srinivasa sakė, kad į neuromorfinio skaičiavimo idėjas gilinosi pastaruosius trejus metus, bet kompanija nėra pirmoji tuo susidomėjusi. „IBM Research“ neuromorfinius lustus tiria, naudodama „TrueNorth“ procesorius, kuriame irgi panašiai pasinaudojama žybsinčiais neuronais. „TrueNorth“ lustai, kuriuose yra 4096 branduolių ir 5,4 milijonai tranzistorių, naudoja vos 70 milivatų galią. Šis lustas simuliuoja milijoną neuronų ir 256 milijonu sinapsių – tai daugiau, nei „Intel“ pirmos kartos „Loihi“ bandomajame luste. Grubiai vertinant, „TrueNorth“ gali simuliuoti bitės smegenų ekvivalentą.

„Tai yra bandymas dabartinių silicio pagrindo technologijų ribose kaip įmanoma labiau priartėti prie smegenų“, – pernai duodamas interviu sakė IBM vyr. mokslininkas Dharmendra Modha, vadovaujantis „TrueNorth“ projektui.

Kai kurie DI ekspertai IBM būdą vertino skeptiškai. Kai 2014 metais IBM paskelbė apie „TrueNorth“, Yann LeCun, giliojo mokymosi pionierius ir „Facebook“ DI tyrimo grupės vadovas, rašė, kad tokiam lustui būtų sunku atlikti tokias užduotis kaip vaizdų atpažinimas, naudojant giliojo mokymosi modelį, vadinamą konvoliuciniais neurotinklais. Srinivasa sutiko, kad „Intel“ lustui irgi nelabai sektųsi susitvarkyti su kai kuriais giliojo mokymosi modeliais.

„Mes išnaudojame laiką, – sakė Srinivasa. – Giliajame mokymesi to nėra.“ Kad ir kur (ne)nuves „Intel“ neuromorfinio lusto eksperimentas, jis išryškina „Intel“ norą plėstis už dabar kompanijos dominuojamos tradicinių asmeninių kompiuterių ir duomenų centrų CPU rinkos ribų. Vis augant DI svarbai, „Intel“ bando imtis ir kitų lustų dizaino tipų. 2015 metais ji įsigijo FPGA gamintoją „Altera“ už 16,7 mlrd. dolerių, o pernai – DI lustų startuolį „Nervana“ už 400 mln. dolerių. Dabar DI rinkoje dominuoja konkuruojantis lustų gamintojas „Nvidia“ su savo grafiniais procesoriais.

Srinivasa sakė, kad dar reikės luktelėti 3–5 metus, kol „Loihi“ procesoriai pasirodys platesnei publikai už tyrimų laboratorijos sienų.