Funguje jako lidský mozek. Největší neuromorfní počítač na světě byl spuštěn

- Technologie autor: Ladislav Loukota

Asi každý, kdo někdy používal počítač, nejspíše dobře ví, že dnešní spotřební počítače mají do dokonalé rychlosti daleko. Na rozdíl od našich mozků se totiž mimo jiné nedovedou naučit nejefektivnější procesy, a musejí je tak opakovat ve stejné, respektive postupem času nižší rychlosti, navíc umí v jednom čase poslat informaci jednom z jednoho místa na druhé. Změnit by to však mohly tzv. neuromorfní čipy, potažmo neuromorfní počítače z těchto čipů sestavené.

V duchu mozku se totiž neuromorfní čipy dovedou skrze architekturu analogově napodobující prvky mozku (neurony, synapse) "učit", které procesy potřebují konat častěji a které méně často, potažmo umí provést více operací najednou.

Nejnovějším želízkem ve vývoji podobných počítačů je SpiNNaker (Spiking Neural Network Architecture), který dovede realizovat na 200 bilionů paralelních operací - to je číslo, za nímž se nachází 12 nul. I tato množina je však ve srovnání s tím, co nosí v lebce každý z nás, stále ještě nedostatečná. SpiNNaker totiž při veškeré své kapacitě dosahuje "jenom" tisíciny procenta odhadované rychlosti lidského mozku.

Jeho autoři ze spojeného britsko-evropského týmu však hodlají náskok homo sapiens postupně stahovat - dalším cílem v pořadí bude vývoj nástupce SpiNNakeru dosahujícího snad tisíckrát vyšší rychlosti. Taková mašina by tedy mohla disponovat jedním procentem rychlosti lidského mozku, alespoň jak lze porovnávat obtížně komparovatelné systémy bok po boku.

K čemu se takové operace hodí? Krom pokroku na poli informatiky především pro simulace, resp. spíše emulace biologických procesů. SpiNNaker již v létě tohoto roku provedl první emulace desítek tisíců neuronů spojených do jediné jednotky. Od jeho budoucích simulací se pak očekává lepší snaha pochopit fungování lidského mozku - a spolu s tím snad i lépe porozumět neurodegenerativním chorobám, jako je Alzheimerova či Parkinsonova nemoc. Vývoj informatiky jde tedy v tomto případě ruku v ruce s možnostmi i pro medicínu.

Úspora energií

Neznamená to však, že neuromorfní počítače budou užitečné jenom pro doktory. Výhodou paralelního provádění operací je totiž i možnost realizovat výpočty násobně úsporněji co do vydané energie. Jinými slovy, neuromorfní čipy mají šanci snížit současné energetické nároky na počítače, a spolu s tím tak i jejich chlazení.

Neuromorfní čipy zítřka by tak mohly i do mobilních počítačů přinést aplikace stojící na strojovém učení. Tak trochu se s nadsázkou chce říct, že podobně jako si majitelé PC v minulosti pořizovali dezignované grafické karty, v budoucnu se můžeme těšit na specializované "AI karty".

Příslib dramaticky narůstající výpočetní kapacity příštích dekád je o to větší, že spolu s neuromorfními počítači pokračuje kupředu i vývoj kvantových počítačů, počítačů využívajících uhlíkových nanotrubic a dalších technologií. Ty by mohly zajistit, že by informatika po roce 2030 mohla dalece přesahovat dnešní možnosti. Paradoxem je, že SpiNNaker jako takový je v tomto ohledu už vlastně mírně zastaralý - jeho konstrukce trvala přes 10 let a započala již v roce 2006. Vývoj technologie pak začal v polovině 90. let.

Dnes vyvíjené neuromorfní čipy jako Spikey by jej v součtu mohly značně překonat. Než je však někdo smontuje do použitelných superpočítačů, může to ještě nějaký čas trvat. Ostatně ani SpiNNaker nepostavili vědci za den.

Tagy: moderní technologie věda a technika nové technologie věda a poznání inovace a technologie počítače a škola