IBM har afsløret den første generation af en computer processor, der virker som en hjerne. I øjeblikket har chippen evnen til mønstergenkendelse, billedbehandling, klassificering og associativ opbevaring. I fremtiden vil det være udstyret med sanseindfangning og kan anvendes på forskellige områder – fra analyse af finansmarkederne til friskhedskontrol i supermarkedet. Den nye arkitektur fjerner også problemer med den klassiske von Neumann byggemetode. som i stigende grad påvirker processorudviklerne.
Det er den første kognitive processor kerne, der kombinerer computing via neuroner, hukommelse i form af synapser og kommunikation via axomes, „chef for udvikling Dharmendra Modha fortalte CNET. Forskning udføres inden for rammerne af Neuromorphic Adaptive Plastic Scalable Electronics (Synapse) af Defense Advanced Research Projects Agency DARPA.
Målet er at skabe et system, der ikke kun kan fange og analysere komplekse oplysninger via forskellige sensorer, men også omprogrammerer sig selv via interaktion med miljøet. Formålet er at gøre systemet – sammenligneligt med en organisk hjerne – så kompakt og energieffektivt som muligt. Det er udstyret med 256 neuroner, 262 144 programmerbare synapser og 65 536 switchpoints til indlæringsprocesser. Alle komponenter er ikke-økologiske, men i deres konstruktion er de stærkt inspireret af naturens eksempel.
Målet er at udvikle en processor med kapacitet af en pattedyr hjerne, men dens struktur er mere end en million gange mere kompleks. Ud over seks laboratorier fra IBM deltager fem universiteter i forskningen. Modha kan forestille sig en bred vifte af applikationer til smart chips i fremtiden. Dette ville teoretisk muliggøre ekstremt præcise analyser af finansmarkederne samt overvågning af globale vandbevægelser, herunder rettidige advarsler om tsunamier. I hverdagen, chips kunne hjælpe supermarkedet ansatte sortere ud varer, der er blevet dårlige. Dette er muligt, fordi det kan udstyres med evnen til at fornemme fornemmelser, ifølge videnskaben. Mens de behandler visuelle, lugt og haptiske input, er de i stand til at arbejde i forskellige driftsmåder på én gang og i en lille størrelse med mindre end 20 watt energi input. Når de første kommercielle programmer for de nye chips er tilgængelige, er stadig i stjernerne.
Modha håber at indføre et nyt paradigme inden for computing. Selv om IBM ser det nye design som et supplement til konventionel computerteknologi, processorsystemet undgår problemer med computer design, der har været fælles i årtier – også kendt som von Neumann eller Princeton arkitektur. På grund af sin strengt sekventielle metode er dette næppe modtageligt for fejl og er fordelagtigt set fra et programmeringsmæssigt synspunkt, men kun tillader individuel, successiv instruktion behandling.
Desuden skal busforbindelsen mellem CPU ‚en og hukommelsen håndtere både data og kommandostrømmen, hvilket bliver mere og mere en flaskehals. Dette har blandt andet en negativ indvirkning på udviklingen af hurtigere hukommelsesmoduler, hvis latenstid ikke kan følge med udviklingen af processor clock frekvenser, skriver chip producent Intel i en whitepaper fra 2005. Dette bør ikke påvirke den nye teknologi, da den integrerer hukommelsen i processoren og mestrer en eventuel decentraliseret og parallel behandling af input.