Đại học Mỹ chế tạo chip mô phỏng não người

Giấc mơ sáng tạo ra máy vi tính thông minh như con người đã truyền cảm hứng cho các nhà khoa học phát triển các loại chip ngoại lai dựa trên cấu trúc của não vốn hoạt động theo nhiều cách thức còn bí ẩn với chúng ta.

Một số nhà nghiên cứu đang chế tạo các loại chip này từ những thành phần thông  thường có trong máy vi tính ngày nay, điển hình là các nhà nghiên cứu ở đại học Tennessee, Knoxville (Mỹ) đã tạo ra được một loại chip mô phỏng não người giúp các máy vi tính thông minh có thể học, theo Computerworld. Đây là một phần trong dự án phần mềm mô phỏng não người của trường mang tên DANNA (Dynamic Adaptive Neural Network Arrays).

Não có 100 tỉ neuron – tế bào thần kinh xử lý và truyền tải thông tin, có thể tính toán song song nhờ hàng ngàn tỉ kết nối hay synapsis – khớp thần kinh (điểm tiếp giáp giữa 2 tế bào thần kinh).

Loại chip mới được cấu trúc để phát hiện các mẫu thông qua xác suất và liên kết, đồng thời hỗ trợ ra quyết định. Trong đó các mạch thông thường, có thể lập trình lại với tên gọi FPGA (Field Programmable Gate Array) được dùng để giả lập cách thức các neuron và synapsis hoạt động trong não.

Dựa trên cấu trúc não, một hệ thống mạng lưới neuron và synapsis đã được chế tạo trong FFGA để xử lý đầu ra, đầu vào và các kết nối. Các mô hình phần mềm áp dụng được vào mạng lưới neuron này cũng được xây dựng. Các nhà nghiên cứu cũng tìm kiếm những cách hoán đổi FPGA với công nghệ memristor, một hình thức bộ nhớ và lưu trứ có thể giữ lại dữ liệu được xem là tương lai của DRAM, loại bộ nhớ phổ biến trong máy tính hiện nay.

FPGA thể hiện vượt trội trong các tác vụ chuyên biệt và dễ dàng được lập trình lại cho các ứng dụng khác.

Việc sử dụng khả năng lưu trữ dữ liệu của các FPGA và memristors là sự khác biệt trong các nghiên cứu của Mỹ với các nghiên cứu khác cùng loại trong lĩnh vực hệ thống mô phỏng não người như TrueNorth của IBM mô phỏng bộ xử lý trung tâm (CPU) nhiều hơn. FPGA cũng có thể mô phỏng CPU nhưng nó đáp ứng tốt hơn mục đích tập trung vào khả năng lập trình của các mạch điện.

Phát triển chip mô phỏng não người là hướng đi mới trong thời đại hậu định luật Moore vì việc thu nhỏ hơn nữa kích thước chip trên PC và các thiết bị di động đang ngày càng khó khăn hơn. Trong một nghiên cứu được trình bày tại workshop quốc tế về siêu máy tính thời hậu Moore, các nhà khoa học cho rằng tính linh hoạt của loại chip mới và cấu trúc của nó sẽ mở rộng phạm vi của các ứng dụng sử dụng các hệ thống mô phỏng não người. Workshop quốc tế này được tổ chức bên lề hội nghị siêu máy tính lần thứ 16 ở thành phố Salt Lake bang Utah tuần này.

Tuy nhiên, việc sử dụng FPGA trong mô hình não thực tiễn cũng có những nhược điểm nhất định. Ví dụ như, việc tái lập trình FPGA yêu cầu chúng không được trực tuyến, điều này có thể phá hủy việc thực hiện các tác vụ đang chạy. Ngoài ra FPGA không thể được dùng làm chip chính khởi động hệ thống mà hầu hết chỉ là chip xử lý đồng thời nên có thể thiếu điện.

Đối với các nhà nghiên cứu thì cấu trúc quan trọng hơn loại chip. Các mẫu chip dựa trên cấu trúc FPGA sẽ được chế tạo nhiều hơn để các nhà khoa học khác cùng tham gia hoàn thiện nó tốt hơn. Ngoài IBM và dự án TrueNorth ở trên, các nghiên cứu điện toán mô phỏng não người cũng đang được xúc tiến tại một số trường đại học ở Anh, Đức, Mỹ, Trung Quốc.

ĐỊNH LUẬT MOORE LÀ GÌ

Moore là định luật của Gordon Moore, đồng sáng lập Intel. Dựa trên quan sát của mình, ông dự đoán số thành phần đóng gói trên một chip silicon sẽ tăng gấp đôi sau mỗi chu kỳ thời gian định trước. Năm 1965 ông cho rằng chu kỳ là 1 năm, 10 năm sau ông thay đổi thành 2 năm. Từ khi ra đời lần đầu năm 1965 cho đến nay, Định luật Moore đã giúp các công ty tự tin đầu tư phát triển các công nghệ mới nhanh hơn, hiệu suất cao hơn mà giá thành lại giảm như cảm biến, màn hình, bộ nhớ đến smartphone, phần mềm v.v… Định luật Moore cũng tác động đến nhiều ngành khác trong cuộc sống như trí tuệ nhân tạo, giải mã bộ gen người.

 

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

CAPTCHA ImageChange Image