کامپیوتری که مثل مغز انسان عمل می کند

بخش تجاری شرکت اچ‌پی به تازگی یک رایانه جدید طراحی کرده که می‌تواند مغز انسان را شبیه سازی کند.

zoomit.ir - مجتبی بوالحسنی: بخش تجاری شرکت اچ‌پی به تازگی یک رایانه جدید طراحی کرده که می‌تواند مغز انسان را شبیه سازی کند.

کامپیوتر جدید اچ پی مثل مغز انسان عمل می‌کند

شرکت اچ‌پی نمونه اولیه از رایانه‌ای را طراحی کرده که می‌تواند همانند مغز انسان برای انجام محاسبات عمل کند. این محصول بر اساس ساختار جدیدی تولید شده که می‌تواند روش عملکرد رایانه‌های آینده را به ما نشان دهد.

مغز را می‌توان به عنوان یک رایانه بسیار بهینه بیولوژیک در نظر گرفت. مغز در واقع می‌تواند اطلاعات زیادی که از طریق چشم، گوش، حس کردن بو و... بدست می‌آورد را بدون هیچ کاهش سرعتی که در رایانه‌ها معمولا وجود دارد، پردازش کند.

در واقع هدف اچ‌پی ساخت چیپ‌های کامپیوتری‌ است که می‌توانند با سرعت زیاد بر اساس احتمالات و اطلاعات موجود محاسبات لازم را انجام داده و تصمیمات لازم را بگیرند که این در واقع همان روش عملکرد مغز انسان است.

این چیپ‌ها با استفاده از مدل‌های یادگیری و الگوریتم‌ها می‌توانند پاسخ تقریبی را برای گرفتن تصمیم اعلام کنند.

در حالی که تا ارائه این نوع چیپ‌ها به صورت عمومی سالیان زیادی را باید صبر کنیم اما شرکت HP هم اکنون در حال تست اولیه نوع این مدل چیپ‌ها است که بر اساس روش کارکرد مغز انسان کار می‌کنند. این نمونه اولیه برای نخستین بار در کنفرانس Discover که در شهر لاس‌وگاس برگزار شده به نمایش درآمد و هدف اصلی از طراحی این محصول همانطور که اشاره شد ایجاد یک رایانه است که بر اساس روش کارکرد نورون‌ها و سیناپس‌های مغز فعالیت می‌کند.

مغز شامل شبکه‌ای از تعداد بسیار زیادی نورون است که در بین آن‌ها میلیاردها ارتباط برقرار شده است. به محل هر کدام از این اتصال‌ها یک سیناپس می‌گویند که به منظور برقراری ارتباط مورد استفاده قرار می‌گیرند. تقریباً ۱۰۰ میلیارد نورون به صورت موازی در مغز فعالیت می‌کنند که اتصالات یاد شده را ایجاد کرده و اطلاعات را با استفاده از سیگنال‌های الکتریکی و شیمیایی انتقال می‌دهند. محققان شرکت hp سعی دارند تا این مکانیسم را در یک مدار سیمی پیاده سازی کنند.

Car Graves که یکی از دانشمندان محقق در آزمایشگاه‌های HP است می‌گوید: "ما با استفاده از تکنولوژی ممریستور خود و نیز ساختار خاصی که طراحی کرده‌ایم در حال ایجاد ساختار محاسباتی موازی مانند مغز هستیم."

ممریستورها در واقع نوعی از حافظه‌ها هستند که می‌توانند به آینده سیستم‌های هوش‌مصنوعی کمک کنند تا این سیستم‌ها بتوانند داده‌ها را فهمیده و استفاده بیشتری از آن ببرند. آنچه گفته شد تفاوت بین SSDهای امروزی و DRAM ها است چراکه SDD ها و DRAM ها فقط می‌توانند اطلاعات را ذخیره کنند. همانند سیناپس‌ها یادگیری و نگهداری داده‌ها در ممریستورها بر اساس ویژگی‌های جریان‌دار داده‌ها مشخص می‌شوند.

داده‌ها در مغز در نورون‌ها یا سلول‌های خاصی ذخیره می‌شوند و محاسبات لازم برای انجام وظایفی مثل تشخیص یک عکس یا صوت در این نوع سلول‌ها انجام می‌شود. این روش در واقع طرح پشت پرده ساختار اچ‌پی برای رایانه‌های جدیدی است که همانند مغز انسان عمل می‌کنند.

Graves می‌گوید: «با استفاده از این طرح پتانسیل زیادی را برای افزودن قدرت فوق‌العاده بیشتر و نیز بهینه بودن بیشتر در مصرف انرژی در پردازنده‌ها و حافظه‌ها دارد.»

در رایانه‌های معمولی، داده‌ها برای انجام فرآیندهای پردازشی از حافظه ذخیره‌سازی خارج شده و سپس به پردازنده و حافظه پردازشی ارسال می‌شوند که این موضوع می‌تواند منابع سیستمی زیادی را درگیر کند. ساختار اچ‌پی خلاف این روش عمل می‌کند و در واقع محاسبات را در همان محل‌هایی که داده‌ها ذخیره شده‌اند انجام می‌دهند، درست همانند روش عملکرد مغز. سپس بین سلول‌های مختلف اتصال ایجاد خواهد شد و این بخش نیز همانند روش کارکرد سیناپس‌ها است.

Graves می‌گوید: «با چنین ساختاری، محاسبات موازی زیادی می‌توانند انجام شوند چنین محاسباتی ضریب ماتریسی بردار نامیده می‌شوند که این نوع محاسبات نیز در واقع قلب الگوریتم‌های محاسباتی فشرده و اپلیکیشن‌هایی مثل فیلترگذاری روی عکس یا تشخیص صدا و سیستم‌های یادگیری عمیق است.»

محققان اچ‌پی همچنان در حال توسعه ممریستورها هستند و آن‌ها را در ساختارهایی شبیه به شبکه توری تنظیم می‌کند که نهایتا باعث ایجاد رایانه‌ای به نام Dot Product Engine می‌شود. محققان همچنین می‌توانند ساختارهای تور شکل را تست کنند تا بهترین و متفاوت‌ترین نوع الگوریتم‌ها را ایجاد کنند.

محققان ۸۰۰۰ محاسبه را در یک سیکل ساعت در یک ممریستور خاص مدیریت کرده‌اند. Graves اعلام کرد: «با چیپ‌های واقعی که از این ساختار بهره می‌برد سرعت انجام محاسبات بسیار بالاتر خواهد بود چراکه تمامی مراحلی که هم اکنون در بخش‌های مختلف انجام می‌شود در یک چیپ یکپارچه قرار داده شده‌اند.»

البته این چیپ‌های جدید جایگزین پردازنده‌های کنونی یا پرازشگرهای گرافیکی فعلی نخواهند شد. هر نوع از محاسبات در یک چیپ نورون‌مانند در نزدیکی همدیگر و بر اساس احتمالات انجام می‌شوند و به همین دلیل ممکن است کاملا دقیق نباشند.

Graves می‌گوید: «برای برخی از انواع اپلیکیشن‌ها البته نیاز به داده‌های دقیقی نیست. ولی برای مواردی چون تراکنش‌های بانکی شما قطعا ریاضیات تقریبی را پیشنهاد نمی‌کنم.»

این نوع چیپ‌ها احتمالا به عنوان یک پردازنده کمکی رفتار خواهند کرد که می‌توانند هوش را در انجام وظایف یک رایانه از جمله تشخیص یک عکس یا صوت اضافه کنند.

روش اچ‌پی متفاوت با دیگر کمپانی‌ها نظیر کوالکام است. شرکت‌هایی مثل کوالکام در حال حاضر از روش‌های مبتنی بر نرم‌افزار استفاده می‌کنند و برخی دیگر نظیر IBM بر ساختارهای متفاوت در چیپ‌ها تکیه کرده‌اند.

تحقیق مورد بحث در اچ‌پی فعلا در روزهای اولیه خود به سر می‌برد اما Graves از همین حالا برای آینده رایانه‌هایی با هوش مصنوعی که می‌توانند همانند مغز یک انسان عمل کنند بسیار هیجان‌زده است. در هرحال مشخصا مدتی طول می‌کشد تا اچ‌پی بتواند یک چیپ کاربردی بر اساس روش کاری مغز تولید کند.

Graves در پایان می‌گوید: «هنوز پاسخ تمام سوالاتی که در این زمینه وجود دارد را نمی‌دانیم، اما کار خود را با سرنخ‌های خوب و کاربردی‌ که یافته‌ایم آغاز کرده‌ایم.»