IMEC представляет первый в своем роде самообучающийся нейроморфный чип, способный даже сочинять музыку - «Наука и технологии»

Недавно на технологическом форуме IMEC ITF2017 представители исследовательского и научного центра IMEC, Бельгия, продемонстрировали первый в своем роде самообучающийся нейроморфный чип. Работа этого чипа основана на принципах функционирования головного мозга, а в качестве основной технологии реализации этих принципов выступает "фирменная" технология OxRAM. Благодаря этому чип имеет, пусть и немного ограниченные, способности к самообучению, которых, тем не менее, хватает для сочинения чипом простых музыкальных композиций, что и было продемонстрировано участникам упомянутого выше форума.

Человеческий мозг является идеалом, к которому стремятся все разработчики вычислительных систем. Мозг обладает огромной вычислительной мощностью, потребляя при этом всего несколько десятков Ватт энергии. Создавая новые вычислительные системы, разработчики стараются подражать принципам работы мозга, комбинируя самые современные аппаратные средства со сложным программным обеспечением. В этом направлении работают и исследователи центра IMEC. Они создают своего рода "стандартные блоки" аппаратного и программного обеспечения систем простейшего искусственного интеллекта, который будет обеспечивать в недалеком будущем работу так называемого "Интернета вещей".

Удачная и сбалансированная комбинация аппаратных и программных средств позволила специалистам центра IMEC разместить на относительно небольшом кристалле чипа, потребляющем незначительное количество энергии, функции машинного изучения и самообучения. Используя эти функции, чип самостоятельно проводит ассоциации в наборах "скармливаемых" ему данных. И чем большее количество ассоциаций будет найдено в данных, тем сильней станут связи между отдельными элементами чипа, своего рода электронными аналогами нейронов.

Кристалл чипа изготовлен по 65-нм технологии. На нем присутствуют как элементы традиционной CMOS-логики, так и массивы метало-оксидной резистивной памяти MRAM (metal-oxide resistive RAM), которую специалисты центра называют термином OxRAM. Эта память в 100 раз более эффективна с энергетической точки зрения, нежели другие типы памяти, используемой в нейроморфных чипах. И, благодаря достаточному объему этой памяти, чип может создать и использовать 40 устойчивых ассоциативных связей.

Во время демонстрации чипа на форуме IMEC ITF2017 чип обучился сочинять музыку, получив на вход данные нескольких музыкальных произведений. При этом, все правила, которые были использованы при самообучении и последующем сочинении музыки, чип определил полностью самостоятельно.

"Сейчас у нас уже имеются необходимые аппаратные средства, набор программного обеспечения и среда программирования, которые позволят продвинуть далеко вперед область нейроморфных вычислений" - рассказывает Прэвин Рэгэвэн (Praveen Raghavan), сотрудник центра IMEC, - "И теперь мы получили возможность создания на базе новых чипов сложных интеллектуальных систем. При этом, уровень интеллекта системы будет расти в квадратичной или даже экспоненциальной зависимости от количества включенных в нее нейроморфных чипов".