Chip IBM mô phỏng não người sẽ phục vụ cho công nghệ IoT

Nguyên mẫu bộ xử lý TrueNorth của IBM cung cấp tương đương 256 triệu khớp thần kinh và có thể bắt chước khả năng bộ não con người.

IBM đã thực hiện một bước tiến mới hướng tới mục tiêu đầy tham vọng của họ là tạo ra một bộ vi xử lý hành động như bộ não con người. Đây là phiên bản chip thứ hai cao cấp hơn mẫu chip SyNAPSE bắt chước não người mà IBM lần đầu tiên giới thiệu cách đây 3 năm.

Bộ vi xử lý mới có tên mã là "TrueNorth" với 5,4 tỷ transistor dệt thành một mạng lưới 4.096 lõi neurosynaptic trên chip, có thể sản xuất tương đương với 256 triệu các khớp thần kinh, lớn hơn nhiều so với phiên bản chip SyNAPSE thiết kế năm 2011 vốn chỉ có khoảng 260.000 khớp thần kinh. "Đó là một bước ngoặt mới của thế hệ máy tính có bộ xử lý lấy cảm hứng từ bộ não con người", Dharmendra Modha, nhà nghiên cứu của IBM về lĩnh vực điện toán mô phỏng bộ não con người, cho biết.

Chip TrueNorth mới của IBM.

Các nhà nghiên cứu từ Trường Đại học công nghệ Cornell (Mỹ) cũng đã góp phần giúp thiết kế dòng chip này. Kiến trúc chip này được thiết kế để gần giống với cấu trúc và chức năng của não bộ con người, trong khi vẫn đạt được hiệu quả về mặt năng lượng, nhà nghiên cứu Modha nói. Một khi được thương mại hóa, một con chip như vậy có thể hoạt động như một bộ cảm biến điện năng thấp cho một loạt các thiết bị nhúng và di động. Nó có thể trở thành bộ não silicon cho công nghệ "Internet of Things". Nó có thể chuyển đổi các trải nghiệm di động cho chúng ta. Bộ vi xử lý này cũng có thể được dùng trong các siêu máy tính lớn để tăng tốc độ cho máy tính học tập và các tính toán dựa trên mạng thần kinh khác.

IBM đã liên kết 16 con chip với nhau theo mô hình các dãy bốn-bốn, trong đó cung cấp tương đương 16 triệu tế bào thần kinh và 4 tỷ khớp thần kinh. Mô hình này cho thấy thiết kế chip có thể dễ dàng mở rộng quy mô cho việc triển khai lớn hơn. Kiến trúc chip này tương tự cách hoạt động của bộ não con người, trong đó mỗi "lõi neurosynaptic" có bộ nhớ riêng ("khớp thần kinh"), một bộ xử lý ("tế bào thần kinh") và ống dẫn truyền thông ("sợi trục thần kinh"), tất cả hoạt động cùng nhau trong một sự kiện. Bằng cách làm việc kết hợp với nhau, các lõi có thể cung cấp nhận dạng sắc thái và các khả năng cảm biến khác, tương tự như cách một bộ não con người hoạt động.

Dòng chip mô phỏng não người của IBM sẽ được áp dụng trong nhiều lĩnh vực IoT.

Giống như não người, chip này đòi hỏi rất ít năng lượng (chỉ 70mW trong khi hoạt động bình thường) và là một thứ tự cường độ thấp hơn so với các bộ vi xử lý tiêu chuẩn yêu cầu để thực hiện các hoạt động tương tự. Với đặc tính yêu cầu rất ít năng lượng, thấp hơn cả so với yêu cầu của một máy trợ thính, dòng chip mới này sẽ mở ra một loạt các ứng dụng tiềm năng đặc biệt là trên các thiết bị với nguồn điện hạn chế.

Kiến trúc lấy cảm hứng từ bộ não con người này không được thiết kế để thay thế bộ vi xử lý tiêu chuẩn, nhưng sẽ được sử dụng cùng với các chip cơ bản để giải quyết những công việc đòi hỏi rất nhiều hoạt động tính toán được thực hiện song song. IBM vẫn đang tìm cách để thương mại hóa chip vi xử lý này nhưng không cho biết họ sẽ tự sản xuất chip này hay cấp phép bản quyền thiết kế cho các hãng khác. Hãng cũng đang phát triển các trình biên dịch và các phần mềm liên quan để làm cho bộ vi xử lý này dễ sử dụng hơn.