Специалисты IBM разработали новый тип компьютеров, который позволит машинам распознавать образы и изображения так, как это делает человек. Для этого они создали архитектуру TrueNorth, которая копирует принципы работы человеческого мозга. Это может привести к появлению совершенно нового типа процессоров.
Большинство сегодняшних компьютеров работают на архитектуре Фон Неймана – для записи и обработки информации используются отдельные блоки, работающие последовательно. И эти компьютеры управляются приложениями, созданными на соответствующих языках программирования. В то же время TrueNorth хранит и обрабатывает информацию распределенно и параллельно. Поэтому для него нужно создать собственный язык программирования.
Специалисты IBM показали свою разработку на конференции по нейросетям в Далласе. Она оказалась достаточно мощной, чтобы провести симуляцию возбуждения нейронов сетчатки глаза и создать более совершенную искусственную сетчатку. Этот процесс требует огромной вычислительной мощности, поэтому слабо поддается решению с помощью существующих процессоров. Тогда как TrueNorth использует сеть нейросинаптических ядер для управления информацией подобно тому, как работают нейроны в мозге человека.
Сейчас нейросинаптический компьютер существует в виде программной симуляции на специальном ПО для суперкомпьютера. Он моделирует работу массивной сети нейросинаптических ядер со 100 триллионами виртуальных синапсов и 2 млрд нейросинаптических ядер. Последние представляют собой наборы из 256 нейронов.
Программы для TrueNorth пишутся с помощью шаблонов под названием корелеты (corelets). Это небольшие участки кода, которые определяют базовое функционирование нейросинаптических связей. Кроме того, корелеты можно связывать друг с другом, чтобы получить сложные структуры. Авторы разработки говорят, что это похоже на матрешки. Сейчас для TrueNorth написана библиотека из 150 корелетов для выполнения отдельных задач. Например, один отвечает за распознавание движения, а второй – цвета.
Архитектура TrueNorth не заменит обычные компьютеры на архитектуре Фон Неймана – она их дополнит. Ведь с ее помощью можно дешевле решать задачи, которые при использовании обычных процессоров стоят слишком дорого. Например, та же сетчатка глаза за день обрабатывает порядка терабайта данных, но потребляет мало электричества. И TrueNorth поможет разработать искусственный оптический сенсор с похожими характеристиками.
Проект TrueNorth является продолжением начатых в 2011 году исследований по когнитивным вычислениям. Он будет доступен не только сотрудникам IBM, но и ученым и академикам. Для этого разработчики TrueNorth составили распорядок работы своей системы.
