بهبود تراشه‌ی بیولوژیکی با همکاری نیروی هوایی آمریکا

در حال حاضر دانشمندان بسیاری از سراسر دنیا در تلاش هستند تا تراشه‌هایی که عملکردی مشابه مغز انسان دارند را تولید کنند.
شرکت آی.بی.ام در سال 2008، به سفارش سازمان دارپا شروع به ساخت تراشه‌ای بیولوژیکی به نام ترونرث (TrueNorth) کرد. یکی از اهداف تولید این تراشه بهبود عملکرد هوش مصنوعی و یادگیری ماشینی در سطوح سخت‌افزاری است.
ترونرث بسیار کوچک بوده و تنها به بزرگی یک تمبر نامه است؛ اما از یک‌میلیون نورون، 256 میلیون سیناپس و 4096 هسته‌ی پردازش موازی استفاده می‌کند و تنها به 70 میلی‌وات انرژی برای فعالیت نیاز دارند.
شرکت آی. بی. ام معتقد است قدرت پردازشی فناوری ترونرث، 10¹⁸ دستور در ثانیه است که 50 برابر بیشتر از ابر رایانه‌هایی با توان پتافلاپ قدرت دارد.

به تازگی گزارشی منتشر شده است که نشان می‌دهد آی.بی.ام و نیروی هوایی آمریکا به منظور بهینه‌سازی تراشه‌ی ترونرث برای پردازش الگوهای یادگیری ماشینی در سطوح سخت‌افزاری با یکدیگر همکاری می‌کنند. به همین منظور آن‌ها یک آرایه‌ی 64 تایی از ترونرث استفاده کردند که از 4 مدار 16 تایی تشکیل می‌شود.
آی.بی.ام معتقد است همکاری مذکور به آن‌ها کمک می‌کند تا راهی برای به کار گرفتن ترونرث در تلفن‌های هوشمند، خودروهای بی راننده، ماهواره‌ها یا وسایل نقلیه‌ی خودران را که مورد توجه نیروی هوایی قرار دارند، پیدا کنند.
محققان توضیح دادند ترونروث می‌تواند یک شبکه‌ی عصبی را در مجموعه‌ای از داده‌های چندگانه یا یک شبکه‌ی عصبی چندگانه را در مجموعه‌ای از داده‌ها اجرا کند.
محققان اشاره کردند آن‌ها موفق شده‌اند تعداد نورون‌های قابل‌برنامه‌ریزی در هر هسته از 256 به 64 میلیون افزایش بدهند.
با وجود تمام پیشرفت‌های صورت گرفته در ساخت ترونرث هنوز هم تردیدهای بسیاری برای برتری مزایای آن نسبت به پردازنده‌های گرافیکی و آرایه دریچه‌ای برنامه پذیر میدانی¹ (FPGA) وجود دارد.
سخت‌افزار سامانه‌ی واتسون (IBM Watson) که به عنوان یکی از قوی‌ترین هوش‌های مصنوعی موجود شناخته می‌شود، فضایی به بزرگی 750 سرور که هرکدام مجهز به پردازنده‌های 8 هسته‌ای با فرکانس 3.5 گیگاهرتر و در مجموع 16 ترابایت رم دارند را اشغال می‌کند. به سادگی می‌توان تصویر کرد اگر محیطی با وسعت مشابه از تراشه‌های ترونرث برای راه‌اندازی مرکزی جدید استفاده بشود، با صرف هزینه و مصرف انرژی بسیار کمتر، قدرت پردازشی به شدت بیشتری به دست می‌آید.
مانند آزمایشگاه لارنس از تراشه‌های آی. بی. ام برای بررسی ظرفیت‌های جدید محاسباتی، در اداره‌ی امنیت ملی هسته‌ای آمریکا استفاده می‌کند و نیروی هوایی نیز به زودی به جمع آن‌ها اضافه خواهند شد. در مقابل بسیاری از سازمان‌ها هم‌اکنون در حال توسعه‌ی هوش مصنوعی برای مقابله با تهدیدات سایبری هستند و بهره گرفتن از ترونرث قدرت دفاعی و هجومی بسیاری را به آن‌ها خواهد بخشید.