تراشه‌ی بیولوژیکی IBM (بخش اول)
به گزارش واحد فناوری اطلاعات سایبربان؛ دهرمندرا مودها (Dharmendra Modha)، یکی از محققان مرکز آلمادن (Almaden) شرکت IBM، از پروژه‌ای که در این آزمایشگاه در حال تحقیق بر روی آن هستند خبر داد. در یکی از اتاق‌های این آزمایشگاه چیزهایی به‌اندازه‌ی قفسه‌ی داروخانه‌ی حمام بر روی میز قرار گرفته است. در این قفسه‌ها تراشه‌های رایانه‌ای، بردهای مدار چاپی و چراغ‌های چشمک‌زن با رنگ‌های مختلف دیده می‌شود. این صحنه بیننده را به یاد فیلم‌های علمی تخیلی دهه‌ی 70 می‌اندازد؛ اما دموندرا تعریف متفاوتی از آن ارائه می‌دهد: «شما در حال تماشای جونده‌ای کوچک هستید.»
منظور او نوعی تراشه‌ی بیولوژیکی است. رفتار این تراشه‌ها مانند سلول‌های عصبی است. این تراشه‌ها مانند مغزهای بیولوژیکی ساخته شده است و عمل می‌کنند.
مودها گفت: «در سیستمی که در این آزمایشگاه قرار دارد بیش از 48 میلیون سلول عصبی مصنوعی استفاده شده است. این تعداد سلول عصبی تقریباً با تعداد سلول‌های عصبی جونده‌ها برابری می‌کند.»
او به همراه گروه خود در IBM بر روی نوعی تراشه که به "Neuromorphic" معروف است، تحقیق می‌کنند. آن‌ها به مدت سه هفته این تراشه را به نمایش گذاشتند تا افراد از طرف دولت و دانشگاه‌های مختلف به آزمایشگاه آن‌ها رفته و در قالب بوت کمپ (Boot camp) (نوعی پکیج نرم‌افزاری) لپ‌تاپ خود را به این تراشه متصل کنند. دانشمندان شروع به بررسی معماری این تراشه کرده و در حال ساخت نرم‌افزاری برای آن به نام "TrueNorth" هستند.
تعدادی از محققان کلرادو که در ماه گذشته توانسته بودند از نزدیک با این تراشه کار کنند، موفق به تولید نرم‌افزاری برای این تراشه شده‌اند که می‌تواند تصویرها، کلمات و زبان‌های مختلف را تشخیص دهد. به بیان ساده‌تر، آن‌ها الگوریتمی از نوع یادگیری عمیق (Deep leaning) ساخته‌اند. (این الگوریتم‌ها در یادگیری کاملاً خودکار تراشه‌ها به کار می‌روند.) از الگوریتم‌های یادگیری عمیق می‌توان به هوش‌های مصنوعی که در اینترنت به ارائه‌ی سرویس می‌پردازند اشاره کرد. الگوریتم‌هایی مانند، الگوریتم تشخیص چهره‌ی فیس‌بوک و الگوریتم ترجمه‌ی زبان برنامه‌ی اسکایپ مایکروسافت از این دسته هستند.
شرکت IBM اعلام کرده است: «تراشه TrueNorth می‌تواند این الگوریتم را در فضایی بسیار کمتر و با استفاده از انرژی کمتری برخلاف الگوریتم‌هایی که در بالا به آن‌ها اشاره شد، اجرا کند. این ویژگی به ما کمک می‌کند تا بتوانیم این هوش مصنوعی و تراشه را بر روی ابزارهای هوشمند کوچکی مانند ساعت‌های هوشمند مچی و تلفن‌های هوشمند استفاده کنیم.»
بِرِین ون اِسِن (Brain van Essen)، مهندس رایانه‌ی آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور (Lawrence Livermore National Laboratory)، گفت: «این تراشه‌ها به ما کمک می‌کنند تا با مصرف انرژی کمتر مشکلات بزرگ‌تری را که در اطراف ما وجود دارند برطرف کنیم.»
به اعتقاد پیتر دیل (Peter Diehl)، دانشجوی دکترای محاسبات دانشگاه زوریخ، تراشه‌ی TrueNorth بسیار بهتر و کم‌مصرف‌تر از سخت‌افزارهایی است که از GPU ها و FPGA ها استفاده می‌کنند. شرکت‌هایی مانند، گوگل، فیس‌بوک و مایکروسافت الگوریتم‌های خود را بر روی سیستم‌هایی که با GPU ها (این تراشه‌ها برای انجام کارهای گرافیکی استفاده می‌شوند.) قدرتمند حمایت می‌شوند و از FPGA ها که به می‌توان آن‌ها را برای کارهای خاص برنامه‌ریزی کرد، پیاده‌سازی کرده‌اند.
جیسون مارس (Jason Mars)، استاد رشته‌ی علوم رایانه‌ی دانشگاه میشیگان، می‌گوید: «تفاوت اصلی این تراشه با نمونه‌های مشابه، سازگاری بهتر آن با الگوریتم یادگیری عمیق است.» این الگوریتم در تراشه‌های IBM همان کاری را انجام می‌دهد که نورون‌ها و سلول‌های عصبی در مغز انجام می‌دهند. مارس ادامه می‌دهد: «این تراشه‌ها راه‌های بسیار کارآمدی را در پیاده‌سازی شبکه‌های عصبی در اختیار ما می‌گذارد.»
با اینکه این تراشه هم‌اکنون ساخته شده است، با توجه به توضیحات محققان IBM، به نظر می‌رسد تا چند سال آینده استفاده‌ی تجاری از آن نمی‌شود و به تولید انبوه نخواهند رسید.
