Нейроморфные чипы — микросхемы, которые приходят на смену обычным процессорам

Цифровой океанHi-Tech

Высечено в камне

«Искусственный интеллект всего лишь компьютерная программа», — говорят технооптимисты, призывая не бояться ИИ. Теперь это не совсем так. Почти 20 лет технологические гиганты пытаются реализовать нейросети на аппаратном уровне — в железе и кремнии. Нейроморфные чипы — так называются процессоры будущего

Текст Екатерина Пономаренко

Биологический нейрон по сравнению с современными процессорами имеет ничтожную производительность — всего 10 сигналов в секунду. Но за счет распределенной сети передачи сигнала мозг человека обрабатывает невероятное количество информации одновременно. Современные нейроморфные чипы еще не достигли уровня сложности связей в человеческом мозге, однако вполне могут посоперничать с ним в скорости. Искусственные нейроны, собранные на современных электронных технологиях, могут обрабатывать и пропускать в сотни раз больше сигналов в секунду, чем нейроны человеческого мозга.

Нейроморфные чипы потребляют мало энергии, почти не ограничены в возможностях масштабирования — и совершенно не похожи на обычные процессоры. Но что это значит — обычные?

Машины, которые считают

Первые электронные компьютеры появились в годы Второй мировой войны. Они были нужны для расчета баллистических таблиц, дешифровки вражеских сообщений, и поэтому все мировые державы того времени активно спонсировали разработку электронных вычислительных машин (ЭВМ). Главной задачей той эпохи были абсолютная точность и строгое следование заданному алгоритму вычислений.

Несмотря на то что современные компьютеры мало похожи на первые ЭВМ, основные принципы остались теми же. Для создания машины, способной к быстрым и точным расчетам, нужны электричество и логический элемент, который управляет протеканием тока от входа к выходу. Это похоже на работу кнопки дверного звонка: когда вы нажимаете на нее, контакты соединяются и звонок звенит; когда вы отпускаете кнопку, контакт размыкается и звук прекращается. В современной технике используются транзисторы, у которых есть контакт для подачи тока на вход, контакт для подачи тока на выход и управляющий контакт, «база», который играет ту же роль, что и палец человека для дверного звонка. В зависимости от того, подают на «базу» ток или нет, транзистор либо пропускает электричество от входа к выходу, либо нет.

Транзисторы объединяются в базовые логические элементы. Чтобы собрать логический элемент «И», нужно шесть транзисторов. Такой элемент будет пропускать электричество дальше, только если ток подан на оба входящих контакта. Также шесть транзисторов требуется для реализации логического элемента «ИЛИ», а чтобы поменять значение на обратное, достаточно двух транзисторов.

Числа представляются в виде двоичного кода, и наличие тока на контакте означает единицу, а отсутствие — ноль. Чтобы представить число, нужен ряд контактов, каждый из которых отвечает за отдельную цифру. Чтобы произвести над входными числами какую-то операцию, например сложить, умножить или сравнить, нужно из базовых логических элементов собрать логическую схему. Чтобы сделать процессор, необходимо собрать схемы для разных операций в одном месте и в зависимости от того, какая операция производится, использовать ту или иную схему из набора. Эта часть процессора называется арифметико-логическое устройство (АЛУ).

Процессор получает вереницу операций на вход и выполняет их по очереди в строго определенном порядке. Это похоже на работу конвейера: одна «механическая рука» превращает код команды в элементарные операции, другая подает данные на вход, третья применяет поданную операцию к данным, четвертая сохраняет результат в ячейке памяти. Для работы системы нужна безупречная синхронизация, иначе «рука» АЛУ схватит данные от другой операции, сохраняющая «рука» положит результат в неверную ячейку памяти, и весь дальнейший расчет станет неверным.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Когда возникает «наука», или История понятия «science» Когда возникает «наука», или История понятия «science»

Развитие научного знания в Англии в XVII веке

Знание – сила
Анна Меркулова: «Развитие метростроительства связано с цифровизацией» Анна Меркулова: «Развитие метростроительства связано с цифровизацией»

Как развивается транспортная инфраструктура в регионах

РБК
Точная наука Точная наука

Репортаж с производства беспилотных комбайнов «Ростсельмаш»

Цифровой океан
Сделай сам Сделай сам

Игрушечные машинки своими руками

Автопилот
Шоссе энтузиастов Шоссе энтузиастов

Тест-драйв электромобиля «Москвич» по маршруту Москва — Ростов-на-Дону

Цифровой океан
«Вместе навсегда» «Вместе навсегда»

8 правил, которые помогут спасти брак

Лиза
Мaшинальный aнaлиз Мaшинальный aнaлиз

Читать «мысли» червей и чинить автомобили — а что еще нейросети делают лучше?

Цифровой океан
Где найти хорошую няню Где найти хорошую няню

Агентства, объявления, сарафанное радио – как выбрать хорошую няню?

Лиза
Том Круз Том Круз

Разбираем на запчасти Тома Круза

Maxim
Санкции против простуды Санкции против простуды

Как быстро остановить простуду?

Добрые советы
Что угрожает нашему интеллекту? Что угрожает нашему интеллекту?

Человечество на вершине интеллектуального потенциала! Но что нас ждёт впереди?

Здоровье
Жить как в отеле «пять звёзд» Жить как в отеле «пять звёзд»

Воздушный и роскошный интерьер в квартире

Идеи Вашего Дома
5 признаков деменции у собаки 5 признаков деменции у собаки

Как понять, что ваш питомец болен слабоумием?

ТехИнсайдер
В башне «око» В башне «око»

Двухкомнатные апартаменты на 38-м этаже небоскреба с панорамным видом из окон

SALON-Interior
Нанопластика волос: состав для процедуры и уход после нее Нанопластика волос: состав для процедуры и уход после нее

Плюсы, минусы и особенности нанопластики

РБК
Как выбрать устрицы и с чем их сочетать: объясняют эксперты Как выбрать устрицы и с чем их сочетать: объясняют эксперты

Чем хороши и полезны устрицы, как получить удовольствие от деликатеса?

РБК
Сила и мысли Сила и мысли

Чувство мышцы помогает ее растить. Однако есть нюансы

Men Today
Те и эти Те и эти

Как жила немецкая культура при нацизме

Weekend
Что делать, если подозреваешь у себя дефицит витамина D и почему нельзя принимать его без врача? Что делать, если подозреваешь у себя дефицит витамина D и почему нельзя принимать его без врача?

Как безопасно восполнять витамин D?

VOICE
Слово, которое гуляет не само по себе Слово, которое гуляет не само по себе

Кирилл Кто: языки улицы

Weekend
Искусственный интеллект и нейросети: страхи и перспективы Искусственный интеллект и нейросети: страхи и перспективы

Насколько опасно может быть внедрение ИИ в повседневную жизнь человека

ФедералПресс
Не такие, как мы Не такие, как мы

Странные привычки китайцев, которые тебя удивят

Лиза
Олег Кожемяко: «Приморье преодолело негативные последствия санкций» Олег Кожемяко: «Приморье преодолело негативные последствия санкций»

Приморский край играет ведущую роль в объявленном президентом курсе на Восток

ФедералПресс
Миссия перевыполнима Миссия перевыполнима

Коммерческий директор Villagio Estate Алексей Коротких привык целиться масштабно

Men Today
Свидетельства неслучившегося Свидетельства неслучившегося

Песни Пахмутовой и Добронравова задали эмоциональный режим советского человека

Weekend
Куда приводит любовь Куда приводит любовь

Алексей Еремчук — как его увлечение электромобилями стало бизнесом

Robb Report
Кизлярский вектор: как закаляют дагестанскую сталь Кизлярский вектор: как закаляют дагестанскую сталь

Kizlyar Supreme сумел стать брендом с мировым именем на рынке ножей

Эксперт
Байки из мавзолея Байки из мавзолея

«Вселенная Стивена Кинга»: все, что мы и так знаем о мастере ужасов,— и не более

Weekend
Нежный возраст Нежный возраст

Лучшие идеи для обустройства и оформления детской комнаты

Добрые советы
Рестораны Рестораны

Главные герои московской гастрономической сцены

Robb Report
Открыть в приложении