انقلاب دنیای دیجیتال در راه است: چیپ ابرپردازشی IBM با عملکرد شبیه به مغز و مصرف پایین انرژی
آن نمونه‌ی اولیه که از یک هسته‌ی واحد پردازشی بهره می‌برد اکنون در مقیاس وسیعی توسعه یافته است. آنچه اکنون IBM ارائه کرده، یک چیپ SyNAPSE جدید است که یک میلیون نورون، ۲۵۶ میلیون سیناپس و ۴۰۹۶ هسته‌ی نوروسیناپتیک را تنها با مصرف ۷۰ میلی‌وات نیرو به فعالیت وا می‌دارد. اگرچه عددهای ارائه شده بسیار تاثیربرانگیز هستند اما معنا و کاربردی که پشت این ارقام نهفته بسیار حیرت‌انگیزتر است. این چیپ منجر به ایجاد دستگاه‌هایی خواهد شد که درست همانند مغز انسان، قادر هستند داده‌های متعدد حسی را بصورتی کاملا موازی و همزمان به کمک ادغام محسابات و حافظه، مورد پردازش قرار دهند.
در گذشته همیشه پردازش سریع‌تر با مصرف بیشتر انرژی رابطه‌ای مستقیم داشته است. اما چیپ جدید SyNAPSE آبی بزرگ، چنین سنتی را خواهد شکست. برای اینکه سرنخی در خصوص سطح بهینگی مصرف انرژی این چیپ ابرپردازشی به شما بدهیم به نقل صحبت یکی از دانشمندان ارشد IBM خواهیم پرداخت. دکتر Dharmendra S. Modha می‌گوید که این چیپ برای فعالیت پردازشی عظیم خود تنها به نیرویی در حد باتری یک سمعک نیاز خواهد داشت. این دستاورد در آن حد بزرگ بوده که جلد مجله‌ی Science را برای یک بار دیگر به IBM اختصاص دهد. این دستاورد همچنین پتانسیل ایجاد تحول در نگرش ما به دنیای محاسبات و پردازش کامپیوتری را در اختیار دارد. در حقیقت چیپ SyNAPSE جدید آنچنان انقلابی بوده و دنیای پردازش را از نگرش دیگری نمایان می‌سازد که IBM مجبور شده برای همراهی با توسعه‌ی آن به ایجاد یک زبان برنامه‌نویسی جدید بپردازد و یک برنامه‌ی آموزشی گسترده‌ی اطلاع رسانی تحت نام دانشگاه SyNAPSE راه‌اندازی کند. اکنون متوجه می‌شویم که سرمایه‌گذاری 53 میلیون دلاری دارپا بر روی این پروژه به هیچ وجه جای تعجب نداشته است.
IBM در این مرحله هیچ اطلاعیه‌ای در خصوص همکاری با سایر شرکت‌ها یا تولیدکنندگان برای ایجاد محصولی مبتنی بر چیپ SyNAPSE منتشر نکرده اما تردید نداریم که بحث و گفتگو در خصوص نحوه‌ی پیاده سازی و به کار گیری این چیپ بصورت گسترده در حال انجام است. در حال حاضر IBM موفق شده یک بورد قابل برنامه‌ریزی و کارآمد با استفاده از ۱۶ عدد چیپ SyNAPSE ایجاد نماید که همگی در هماهنگی کامل با یکدیگر فعالیت می‌کنند. این بورد نمایانگر قدرت ۱۶ میلیون نورون است که بنا بر گفته‌ی محققان این پروژه، در پردازش سنتی با استفاده از تعداد زیادی رک (مکان قرارگیری چندین کامپیوتر پر قدرت) و مجموعه‌های عظیم کامپیوتری قابل دستیابی بود. باز هم با وجود مجتمع نمودن ۱۶ چیپ در یک سیستم، با مصرف نیروی به شدت پایینی روبرو هستیم که در نتیجه‌ی آن حرارت بسیار پایین‌تری نیز تولید می‌شود. تصور و ایده‌پردازی در خصوص برخی کاربردها و منافع کوتاه مدت چنین دستاوردی حتی برای مصرف‌کنندگان عادی به هیج وجه دشوار نیست. برای نمونه لپ‌تاپ‌هایی را تصور کنید که هنگام قرارگیری بر روی پاهای‌تان شما را نمی سوزانند و روزها بدون نیاز به شارژ شما را همراهی می‌کنند. یا گوشی‌های موبایلی که روزهای متمادی در نهایت قدرت به پردازش اطلاعات محیطی و ورودی پرداخته و کاربردهای بسیار گسترده‌تری را به ارمغان می‌آورند.
اما از مثال‌های کلیشه‌ای خودمان که بگذریم، محقق ارشد این پروژه با یک قیاس ساده به بهترین نحو شکوه و عظمت چیپ SyNAPSE ساخته‌ی IBM را به تصویر می‌کشد:
شما می‌توانید این برد مجتمع را در کوله پشتی خود به سادگی حمل کنید؛ اما مسلما هیچ گاه نخواهید توانست ۴ رک بزرگ از کامپیوترهای سنتی را (که هر یک اندازه‌ی یک انسان هستند) در کوله پشتی خود جای دهید!
چندی پیش هم در خصوص دستیابی محققان به چیپ‌هایی با ساختار پردازشی مشابه مغر انسان برای شما توضیح دادیم و به شکل گسترده‌تری به مفاهیم آن پرداختیم. اما به نظر می‌رسد IBM چندین سر و گردن پیش‌تر باشد و موفق شده این سیستم را در حد بسیار قابل استفاده‌ای توسعه دهد.به نظر می‌رسد با یک انقلاب عظیم در عرصه‌ی پردازش‌های دیجیتالی روبرو باشیم که شاید بتواند طی سال‌های آینده به کلی آنچه بعنوان تکنولوژی می‌شناسیم را متحول کند. نظر شما در این خصوص چیست؟
نظرات