آی بی ام به یک معماری محاسباتی بر پایه مغز انسان دست یافت
هر از چند گاهی خبری از دنیای رایانشگرها و نزدیک شدن مغز رایانه ها به مغز انسان منتشر می شود، و در بسیاری از این خبرهانام شرکت معظم آی بی ام به چشم می خورد. این بار هم دانشمندان آی بی ام از یک معماری رایانشی جدید پرده برداری کرده اند که بر پایه مغز انسان صورت گرفته است.
مرکز تحقیقات این شرکت دیروز اعلام کرد که اکوسیستم نرم افزار جدید آنها به هدف برنامه ریزی تراشه های سیلیکونی، ساخته شده و معماری آن مستقیماً متاثر از اندازه و عملکرد مغز می باشد. البته بحث مصرف انرژی هم در نظر گرفته شده و هر عملیات با حداقل توان انجام می گیرد.
شرکت آی بی ام امیدوار است که این دستاورد منجر به نسل بعدی اپلیکیشن ها شود. این اپ ها خواهند توانست هرآنچه مغز قادر به ادراک، شناخت و عمل به آنهاست را منعکس کنند. بیش از حد تخیلی به نظر می رسد، ولی اگر تاریخ علم را مطالعه کرده باشید همه آن چیزهایی که امروزه کاملاً بدیهی هستند روزی فقط می شد آنها را خیال کرد.
محقق و مدیر ارشد آی بی ام، آقای Dharmendra Modha در این باره گفت: «ما داریم روی ایجاد یک فورترن برای تراشه های نروسیناپسی کار می کنیم» وی افزود: «با تکامل رایانه های امروزی، این دستاورد ظرفیت فناورانه جدیدی در اختیار ما قرار می دهد تا در برنامه نویسی و سامانه های آموزشی نوین استفاده کنیم»
همچنین آنها به پارامتری برای عصب ها دست یافته اند که قابل اندازه گیری به صورت دیجیتال است و به آن «واحد پردازش اطلاعات بنیادی در رایانش شبه مغزی» می گویند. این مدل، از گستره وسیعی از کارکردها، کدها و محاسبات عصبی اتفاقی و قطعی پشتیبانی می کند.
هدف بلند مدت IBM این است که یک سیستم تراشه رایانه ای بسازد که متشکل از ده میلیارد عصب و صد تریلیون سیناپس باشد. در این هدف گذاری مشخص شده که این سیستم نباید بیش از یک کیلو وات توان مصرف کند.
دنیای پژوهشگران مغز دیجیتال بی انتها و پر هیجان است. اگر شما یک فیلسوف علم بودید چه نظری درباره وقایع پیش رو در این شاخه مهم و تاثیرگذار داشتید؟
خلق ریزترین تابلو مونالیزا توسط دانشمندان انستیتو تکنولوژی جورجیا
محققان انستیتو تکنولوژی جورجیا یک کپی از نقاشی مونالیزا تهیه کرده اند که تنها ۳۰ میکرون عرض دارد (یعنی چیزی در حد و اندازه ضخامت موی انسان).
شاید از این خبر بیش از همه لئوناردو داوینچی باید خوشحال شود! محققان انستیتو تکنولوژی جورجیا برای نشان دادن تکنیک جدیدی جهت تولید واکنش های شیمیایی کنترل شده در مقیاس نانو، از تابلوی مونالیزا به عنوان الگو استفاده کردند.
این تکنیک که آن را Mini Lisa نامیده اند، نتیجه فرآیندی به نام TCNL یا نانو لیتوگرافی ترموشیمیایی است. آنها به کمک یک میکروسکوپ الکترونی (که امروزه در اغلب آزمایشگاه های پیشرفته یافت می شود) و با استفاده از بازوی طره ، گرما را به صورت پیکسل به پیکسل (پیکسل های ۱۲۵ نانومتری) بر روی سطحی پوشیده از مواد شیمیایی اعمال کردند.
گرمای اعمال شده روی سطح باعث یک واکنش شیمیایی شد و سطح مورد نظر را روشن می کند. و هرجا که گرمای بیشتری اعمال شود، بخش روشن تری ایجاد می گردد. با کنترل دقیق میزان گرمای اعمال شده در هر پیکسل، این تیم موفق شد فرایند تولید مولکول های جدید را کنترل کند و حتی تعداد آنها را هم در اختیار خود داشته باشد.
خلق چنین شیب غلظت شیمیایی با دیگر روش ها بسیار مشکل است. مزیت این روش، آن است که تامین تجهیزات مورد نظر چندان سخت نیست و اجرای این تکنیک هم آسان است. لذا بسط آن در سطح تجاری نانوتکنولوژی امری شدنی است.
جین کوتیس استادیار فیزیک موسسه و مدیر تیم تحقیقاتی می گوید: «ما تصور می کنیم تکنیک TCNL را می توان با الگوی تغییر دیگر خصوصیات شیمیایی یا فیزیکی مواد سازگار نمود. برای مثال از میزان رسانایی در گرافن بهره برد. این تکنیک دامنه وسیعی از آزمایشات و برنامه ها را در زمینه نانو الکترونیک و زیست مهندسی ممکن می سازد که پیش از این غیرممکن بوده اند.»
نوع جدیدی از حافظه ساخته شد: حافظه مقاومتی٬ ۲۰ برابر سریعتر از ناند فلش
در حوزه توسعه و ساخت حافظه ها٬ هرگز کمبود آزمایش و تجربیات جدید حس نشده. اما شرکتی به نام Crossbarتوانسته به دستاوردی جدید برسد که نام آن را حافظه مقاومتی (resistive RAM) گذاشته. محصولی که می تواند ناند فلش را به سادگی پشت سر بگذارد.
با اندازه ای نصف رم های ناند٬ حافظه مقاومتی می تواند ۲۰ برابر سریع تر عمل کند -یعنی ۱۴۰ مگابایت در ثانیه- و در نتیجه یک دستاورد پولساز به شمار می رود. در عین حال ۲۰ برابر کم مصرف تر نیز هست و با عمری ۱۰ برابر بیشتر از ناند فلش٬ داده ها را با سرعت ۱۷ مگابایت بر ثانیه می خواند.
مهم تر اینکه ساختار سه بعدی آن تراکم داده فوق العاده ای را به ارمغان می آورد: چیپی با مساحت ۲۰۰ میلی متر مربع قادر به ذخیره سازی ۱ ترابایت داده است. (بگذریم٬ این اصلا رقابت منصفانه ای نیست!)
این نوع جدید از رم که به زودی آماده استفاده در دستگاه ها می شود٬ از ساختاری سه لایه بهره می برد که می تواند در سه بعد نیز فشرده شود٬ اما در عین حال٬ تولید آن در کارخانه های امروزی امکان پذیر است. و حتی فراتر٬ نیازی به تغییر زیرساخت های تولیدی نیز ندارد.
قرار است این رم جدید ابتدا در چیپ های مجتمع توکار (embedded SoC) استفاده شود. با توجه به اینکه شرکت Crossbar پتنت های انحصاری این محصول را در دست دارد٬ باید به انتظار تعیین قیمت نشست. اما بعید است چیزی به هزینه های مصرف کننده اضافه شود.
خانه ای که تمام انرژی مورد نیاز خود را تولید می کند
ایالت یوتا در آمریکا، یکی از کویری ترین سرزمین های موجود در این کشور است. چند روز پیش در این منطقه، کلید های خانه ای روشن شد، که سازندگان آن ادعا می کنند، قرار است آینده ساختمان سازی را تحت تاثیر خود قرار دهد. خانه ای هوشمند که می تواند بیش از مصرفش، انرژی تولید نماید.
این خانه هوشمند «Zero Home» نام دارد، و بر روی سقف های آن پنل های خورشیدی کار گذاشته شده تا از آفتاب سوزان ایالات یوتا، نهایت استفاده برده شود. این خانه مجهز به سیستم تحلیل دما و انرژی است تا از این طریق با توجه به میزان مصرف، به صورت خودکار میزان انرژی تولیدی لازم توسط پنل های خورشیدی را برنامه ریزی نماید. Zero Home حتی در پارکینگ خود نیز جایگاهی ویژه را برای شارژ ماشین های الکترونیکی، دارا است.
قیمت این خانه ۴۰۰ هزار دلار است که شاید کمی گران باشد، اما در واقع نسبت به خانه غیر هوشمند آن طرف خیابان در همان محله، اختلاف چندانی ندارد.
مدیرعامل شرکت سازنده Zero Home، معتقد است که از این به بعد کلیه خانه ها باید با این روش ساخته شوند تا تا این طریق در مصرف تکنولوژی صرف جویی شود و هزینه های مصرفی کاهش یابد. آقای پدرسون معتقد است که برای گسترش این طرح، شرکتش نمی تواند تنها سازنده باشد و دقیقا به همین علت است که Zero Home به عنوان نمونه ای از این طرح در اختیار دیگران قرار می گیرد تا از آن ایده پردازی کنند.
آمریکا مدت هاست که بر روی روش هایی برای بهینه سازی مصرف انرژی تمرکز کرده است و حتی در همین راستا کلیه چراغ های شهری لس آنجس را به لامپ های LED تبدیل کرده است.
شما چه راه هایی را برای تولید انرژی و یا بهبود الگوی مصرفی آن در زندگی روزمره، پیشنهاد می دهید؟
شبیه سازی ۱ ثانیه از عملکرد ۱ درصد مغز انسان، نیازمند ۴۰ دقیقه وقت و ۸۳ هزار پردازنده
گروهی از دانشمندان ژاپنی و آلمانی یکی از بزرگ ترین شبیه سازی های فعالیت عصبی مغز انسان را انجام داده اند و اعداد به دست آمده٬ همزمان هم شگفت انگیز و هم تحقیر آمیز هستند.
برای شبیه سازی یک ثانیه بیولوژیک از فعالیت ۱.۷۳ میلیارد عصب که توسط ۱۰.۴ تریلیون سیناپس به یکدیگر متصل شده اند (فقط ۱ درصد از کل شبکه عصبی مغز انسان)٬ چنین سخت افزاری مورد نیاز است:
۸۲.۹۴۴ هزار پردازنده از ابر کامپیوتر K و ۱ پتابایت حافظه (به ازای هر سیناپس ۲۴ بایت حافظه).
شبیه سازی یا رایانش این ۱ ثانیه بیولوژیک در دنیای واقعی ۴۰ دقیقه از وقت یکی از قوی ترین کامپیوترهای روی زمین را گرفته. حال اگر مقیاس های زمانی با اندازه شبکه رابطه ای خطی داشته باشند (که یک اگر بزرگ است) تقریبا ۲ روز و نیم زمان لازم خواهد بود تا ۱ ثانیه از فعالیت کل مغز پردازش و شبیه سازی شود.
(کامپیوتر K واقعا بزرگ است!)
با این حال٬ محققین از کاری که موفق به انجامش شده اند٬ هیجان زده اند. مدیر پروژه آقای مارکوس دایزمن در متن منتشره برای مطبوعات چنین نوشته:
«اگر کامپیوترهایی در مقیاس پتافلاپس٬ مانند ٬K امروزه قادر به نمایش فعالیت ۱ درصد از مغز بشر هستند٬ آنگاه می توان گفت شبیه سازی فعالیت کل مغز در سطح هر عصب منفرد و سیناپس های آن٬ با کامپیوترهایی که امیدواریم در دهه آینده آماده شوند٬ می توان انجام شود.»
سیستمی که قادر به پردازش ۱ اگزا فلاپس باشد٬ ۱.۰۰۰ برابر قوی تر از کامپیوتری است که امروزه در مرز ۱ پتافلاپس عملیات های خود را انجام می دهد. با توجه به اینکه در حال حاضر قوی ترین ابر کامپیوتر دنیا توانی معادل ۱۰.۵۱ پتافلاپس دارد٬ رسیدن به مرز اگزا فلاپس در دهه آینده به نظر ممکن می رسد.
جالب اینجا است که این آزمایش بزرگ در اصل یک تست برای نرم افزار اوپن سورس NEST بوده که شبیه ساز مورد استفاده در این برنامه پژوهشی به شمار می رود. محققین برای کار روی بیماری های خاص و پروژه هایی مثل پروژه مغز انسان در اروپا و مشابه های آن٬ نیازمند دقیق سازی NEST هستند.
دریافتن شگفتی های مغز انسان موضوع پژوهش هایی توسط شرکت های بزرگ نظیر IBM نیز بوده و بشر دارد برای شناخت و درک بهتر مغز خود٬ حتی چیپ هایی برای تقلید از آن درست می کند. شما چقدر به توانایی های مغز انسان اندیشیده اید؟
خبرنامه وب سایت: