Фундаментальная операция, лежащая в основе большинства алгоритмов ИИ — матричное умножение. У цифровых компьютеров оно отнимает много энергии. Платформа, созданная учеными Института, существенно сокращает затраты времени и энергии, пишет TechXplore.
«За десяток лет у нейроморфных компьютеров было выявлено множество нерешенных проблем, — сказал Сритош Госвами из Индийского научного института, руководитель научной команды. — Благодаря этому открытию у нас получилась почти идеальная система — редкое достижение».
Главная инновация ученых — молекулярная пленка, в которой постоянно движутся молекулы и ионы, создавая уникальные состояния памяти, многие из которых ранее были недоступны исследователям. Большинство цифровых устройств могут достигать двух состояний электропроводности, огромное количество промежуточных состояний им не доступны.
При помощи точных импульсов напряжения ученые нашли способ эффективно отслеживать намного большее количество молекулярных движений и сопоставлять каждое из них с отдельным электрическим сигналом, формируя «молекулярный дневник» различных состояний. Это позволило исследователям создать высокоточный и эффективный нейроморфный ускоритель, записывающий и обрабатывающий данные в одном и том же месте, как мозг человека. Такие ускорители можно будет интегрировать в кремниевые интегральные схемы для повышения их производительности и энергоэффективности.
Основной сложностью, с которой столкнулись ученые, стало определение различных состояний проводимости, невозможное на существующем оборудовании. Поэтому пришлось специально разработать плату, измеряющую напряжение в миллионных долях вольта.
В качестве демонстрации возможностей системы ученые воспроизвели астрономический снимок «Столпов Творения», скоплений межзвездного газа в туманности Орла. Изначально он был создан на суперкомпьютере, но теперь хватило обычного ноутбука. Весь процесс занял гораздо меньше времени и потребовал меньше энергии.
В апреле Intel представила новую нейроморфную компьютерную систему Hala Point, которую можно считать самой крупной в мире. Отличительные особенности системы — способность обрабатывать информацию в 50 раз быстрее при энергозатратах в 100 раз меньше по сравнению с традиционными вычислительными системами.