Кремниевые нейроны добавят новое измерение компьютерным процессорам

Группа исследователей из Университета Вашингтона в Сент-Луисе (штат Миссури), экспериментируя с компьютерной моделью кремниевых «нейронов», выяснила что присущее им стремление к конфигурации с минимальным уровнем энергии в сочетании с общими энергетическими ограничениями системы приводит к созданию второй коммуникационной сети — более универсальной и энергоэффективный, чем традиционные компьютерные процессоры.

Подробности работы, выполненной в лаборатории профессора Шантану Чакрабарти (Shantanu Chakrabartty), изложены в статье, которая в прошлом месяце была опубликована в журнале Frontiers in Neuroscience.

Кремниевые нейроны это искусственно созданные и связанные проводами динамические и поведенческие аналоги биологических нейронов. Точно так же, как это происходит в человеческом мозге, кремниевые нейроны обмениваются информацией в спайках — импульсах, испускаемых ими в определённых электрических условиях.

В группе нейронов, находящихся под общим энергетическим ограничением, любое срабатывание нейрона влияет на количество энергии, доступной для всех остальных. А благодаря свойственной системе кремниевых нейронов тенденции к самооптимизации, «под давлением этих ограничений, они учатся формировать сеть на лету», поясняет Чакрабарти. Речь идёт о виртуальной вторичной сети, где дополнительная информация может передаваться через динамическую, но синхронизированную топологию спайков.

Применяя такие кремниевые нейроны в компьютерных процессорах конструкторы, по словам Чакрабарти, могут получить наилучший баланс между скоростью и экономичностью вычислений: созданные ими системы будут работать не только линейно, как обычные компьютеры, но и выполнять дополнительные расчёты во вторичной спайковой сети.

На следующем этапе исследования, авторы должны разработать модель, эмулирующую повеление миллиардов нейронов. После этого они смогут приступить к её воплощению в физическом чипе.