Компьютеры, похожие на мозг: как работают нейроморфные системы

Фото: ГигаЧат
Фото: ГигаЧат
кратко объясняет суть статьи
ИИ становится все умнее, но для его работы требуется все больше электроэнергии. Разбираемся, как нейроморфные компьютеры могут сократить энергопотребление и чем они отличаются от привычных процессоров

Как работают нейроморфные компьютеры

По мере развития искусственного интеллекта растет и количество энергии, необходимой для его работы. В классических компьютерах значительная ее часть расходуется на постоянную передачу данных из памяти в процессор и обратно.

Поэтому ученые разрабатывают альтернативные вычислительные системы, которые могут работать гораздо эффективнее. Одно из перспективных направлений — нейроморфные компьютеры, созданные по принципам работы человеческого мозга. В основе таких систем лежат искусственные аналоги нейронов и связей между ними. Эти связи могут быть цифровыми или физическими.

Один из элементов таких систем — мемристор, способный изменять свое электрическое сопротивление в зависимости от поступающих сигналов. Если упростить, мемристоры играют роль контактов между нейронами. Благодаря таким элементам можно создавать вычислительные системы, которые обрабатывают информацию по принципам, напоминающим работу нервной системы.

Фото:ГигаЧат
Экономика инноваций Память в пробирке: как ученые научились хранить информацию в ДНК

Где применяют нейроморфные технологии

Прототипы нейроморфных устройств уже испытывают в лабораториях по всему миру. Например, ученые Технологического университета Делфта в Нидерландах создали миниатюрный дрон, который использует нейроморфную обработку изображений и систему управления. В основе устройства лежат 28 800 искусственных аналогов нейронов. С их помощью дрон оценивает окружающую обстановку и контролирует собственное движение во всех направлениях, словно у него внутри мозг настоящего животного. При этом скорость обработки данных в десятки раз выше, чем у нейросетей на традиционных процессорах, а потребление энергии значительно ниже.

Нейроморфные устройства разрабатывают и в России. Один из наиболее известных проектов — процессор «Алтай».

Фото:ГигаЧат
Футурология Ученые или ИИ: кто кем будет управлять в лаборатории будущего

Как устроен российский процессор «Алтай»

Главное преимущество «Алтая» заключается в его архитектуре: память объединена с вычислительными ядрами, благодаря чему сокращаются затраты энергии на передачу данных.

Для решения сложных задач несколько процессоров «Алтай» можно объединять, увеличивая вычислительную мощность системы. А в версии «Алтай-3» модули с процессорами можно располагать вертикально друг над другом. Это позволяет создавать более компактные и при этом мощные вычислительные устройства. Для работы с процессорами также разработаны компиляторы и библиотеки, позволяющие быстрее запускать нейросети.

Одно из основных достоинств нейроморфных систем — возможность быстро анализировать большие объемы информации при сравнительно небольшом энергопотреблении. Это особенно важно для портативных и мобильных устройств, которым необходимо обрабатывать данные в реальном времени. Разработчики надеются, что в будущем нейроморфные системы станут основой нового поколения процессоров для искусственного интеллекта и дадут дополнительный импульс его развитию.

Этот материал подготовлен в рамках «ГигаНауки» — совместного проекта Сбера и РБК о ключевых научных открытиях и технологических вызовах современности. Проект объединяет видеопрограммы и тексты о медицине, ИИ, биотехнологиях и других направлениях будущего. Важная часть «ГигаНауки» — интеграция нейросети ГигаЧат, которая помогает простым языком объяснять сложные научные темы.

Реклама, ПАО Сбербанк, 18+ erid: 2SDnjchBjdE

Авторы
Теги
Елизавета Пирогова
Главная Лента Подписаться Поделиться
Закрыть