IBM ha svelato la prima generazione di un processore di computer che funziona come un cervello. Attualmente, il chip ha le capacità di riconoscimento del pattern, elaborazione delle immagini, classificazione e archiviazione associativa. In futuro, sarà dotato di cattura del senso e può essere utilizzato in vari settori – dall’analisi del mercato finanziario al controllo della freschezza nel supermercato. La nuova architettura elimina anche i problemi del classico metodo di costruzione von Neumann. che influiscono sempre più sugli sviluppatori dei processori.
È il primo nucleo di processore cognitivo che combina il calcolo tramite neuroni, la memoria sotto forma di sinapsi e la comunicazione tramite axomes,‘ capo di sviluppo Dharmendra Modha detto CNET. La ricerca è condotta nell’ambito dei Sistemi di Elettronica scalabile in plastica adattiva neuromorfica (Synapse) dell’Agenzia di Ricerca Avanzata Difesa DARPA.
L’obiettivo è quello di creare un sistema che non solo possa catturare e analizzare informazioni complesse tramite sensori diversi, ma si riprogramma anche attraverso l’interazione con l’ambiente. L’obiettivo è quello di rendere il sistema – paragonabile a un cervello organico – il più compatto ed efficiente dall’energia possibile. È dotato di 256 neuroni, 262 144 sinapsi programmabili e 65 536 punti di commutazione per i processi di apprendimento. Tutti i componenti sono non organizzati, ma nella loro costruzione sono fortemente ispirati all’esempio della natura.
L’obiettivo è quello di sviluppare un processore con la capacità di un cervello mammifero, ma la sua struttura è più di un milione di volte più complessa. Oltre a sei laboratori di IBM, cinque università partecipano alla ricerca. Modha può immaginare una vasta gamma di applicazioni per chip intelligenti in futuro. Questo consentirebbe teoricamente analisi di mercato finanziario estremamente precise, nonché il monitoraggio dei movimenti dell’acqua globali, inclusi avvisi tempestivi di tsunami. Nella vita di tutti i giorni, i chip potrebbero aiutare i dipendenti del supermercato a ordinare i beni che sono diventati cattivi. Questo è possibile perché può essere dotato della capacità di percepire sensazioni, secondo la scienza. Mentre elaborano ingressi visivi, odori e aptici, sono in grado di lavorare in diverse modalità di funzionamento contemporaneamente e ad una piccola dimensione con meno di 20 watt di ingresso energetico. Quando le prime applicazioni commerciali per i nuovi chip sono disponibili, è ancora nelle stelle.
Modha spera di introdurre un nuovo paradigma nel campo dell’informatica. Anche se IBM vede il nuovo design come complemento alla tecnologia informatica convenzionale, il sistema di processore evita problemi di progettazione del computer che è stato comune per decenni – noto anche come architettura von Neumann o Princeton. A causa del suo metodo strettamente sequenziale, questo è difficilmente suscettibile agli errori ed è vantaggioso da un punto di vista di programmazione, ma consente solo l’elaborazione di istruzioni individuali e successive.
Inoltre, la connessione bus tra la CPU e la memoria deve gestire sia i dati che il flusso di comando, diventando sempre più un collo di bottiglia. Tra le altre cose, questo ha un impatto negativo sullo sviluppo di moduli di memoria più veloci, i cui tempi di latenza non possono tenere il passo con il progresso delle frequenze dell’orologio del processore, scrive il produttore di chip Intel in un whitepaper dal 2005. Questo non dovrebbe influenzare la nuova tecnologia in quanto integra la memoria nel processore e masters evento-based decentralizzato e parallelo elaborazione di input.