Компанія Rain Neuromorphics завершила створення цифрового проекту процесора, що найбільш точно імітує роботу мозку людини. Чіп містить 10 тис. цифрових нейронів і буде випущений з використанням 180-нм техпроцесу. Масштабування і зниження технологічних норм допоможе створити рішення для завдань штучного інтелекту з гранично низьким споживанням і потужними когнітивними функціями.
Як відомо, мозок людини являє собою нейромережу з приблизно 90 млрд нейронів. Вхід кожного нейрона - це безліч «волосин», званих дендритами. За ними поширюється потенціал (імпульс напруги), який змушує нейрон реагувати тим чи іншим чином. Для реакції нейрона необхідна усереднена сума потенціалів всіх сигналів з безлічі дендритів, що робить мозок «аналоговим комп'ютером».
Реакція нейрона також представлена потенціалом дії, але він поширюється по іншим нервовим «волоскам» - аксонам. Як правило, у нейронів по одному аксону (виходу), який закінчується синапсом - місцем взаємодії з дендритами інших нейронів, якщо говорити про головний мозок. Синапс - це безконтактний перехід від аксона до дендриту, взаємодія між якими являє собою вже хімічну реакцію, а не електричний сигнал. Але далі по дендриту знову побіжить електричний імпульс.
У чіпі хімію мозку повторити або складно, або неможливо. Тому імітація завжди буде умовною і чіп Rain Neuromorphics в цьому плані не став винятком. Але зате в плані відтворення дендритів здійснено прогрес. До кожного аксона цифрового нейрона підведено безліч дендритів (входів інших цифрових нейронів), що найбільш повно на сьогоднішній день відображає будову головного мозку. Синапси при цьому утворюються в місці сполуки дендритів і аксонів, але вони, звичайно ж, представляють електричний, а не хімічний контакт.
Відтворення аксонів запропоновано оригінальним методом. Розробники Rain Neuromorphics взяли як зразок вертикальні канали, створювані при виробництві пам'яті 3D NAND, але замість флеш-пам'яті (затворів), вони покрили аксони-канали матеріалом, що створює в місці контакту з дендритом перехід ReRAM. Таким чином, синапс у запропонованому рішенні - це резистивний перехід, який управляє імпульсом напруги на вході нейрона. Більш того, дендрити з'єднують аксони з нейронами випадковим чином, майже як у мозку людини до навчання.
Звичайно, стосовно напівпровідникової літографії ні про яку випадковість мови не може бути. Випадкові зв'язки не випадкові, а створені з оглядкою на певний алгоритм. Завдання стоїть створити так звані розріджені матриці, які в процесі подальшого навчання створять нейронну мережу. Але це дуже близько до того, як встановлюються зв'язки між нейронами в головному мозку.
За словами розробників, перші чіпи зможуть забезпечити 125 мільйонів параметрів INT8 для обробки зору, мови, природної мови і рекомендацій, споживаючи при цьому менше 50 Вт. Компанія очікує, що зразки будуть доступні в 2024 році, а кремній буде готовий до комерційних поставок в 2025 році. Детальніше про розробку можна прочитати на сайті EE Times.
