研發(fā)一臺計算機,讓它像人類一樣做決策,擁有人類一樣的智力,這是IBM正在考慮的事,現(xiàn)在它朝著目標(biāo)前進(jìn)了一大步。
IBM開發(fā)了一款名叫TrueNorth的芯片,它可以模擬人類大腦的功能。IBM正在測試芯片,借此證明它與現(xiàn)有計算機相比有多快、有多節(jié)能。
正面對決結(jié)果讓人印象深刻。IBM表示,TrueNorth可以調(diào)用深度學(xué)習(xí)技術(shù),通過關(guān)聯(lián)分析和判斷可能性做決策,像人類大腦一樣。與擁有相同目的的其它計算機相比,新計算機消耗的能源更少。
IBM在博客中表示,TrueNorth芯片具備學(xué)習(xí)和計算能力,它創(chuàng)造了一種可能能,我們可以將智力嵌入所有的計算設(shè)備中,包括物聯(lián)網(wǎng)、智能手機、機器人、汽車、云計算、超級計算。
今年早些時候,IBM曾經(jīng)展示過芯片,當(dāng)時芯片裝進(jìn)了一臺名叫NS16e的計算機中,它是模仿人類大腦開發(fā)的。計算機可以識別圖片、語音和模式,這些功能是通過處理單元的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行的。
人類大腦有1000億個神經(jīng)元,它們可以通過數(shù)萬億個神經(jīng)節(jié)點(突觸)彼此溝通。其中,視皮質(zhì)可以識別視覺信息,其它部分負(fù)責(zé)運動機能。
和大腦一樣,NS16e擁有“數(shù)字神經(jīng)元”,只是數(shù)量少很多,系統(tǒng)中包括了16顆TrueNorth芯片。每一顆TrueNorth芯片擁有100萬個神經(jīng)元,2.56億突觸,它們通過電路彼此聯(lián)系。NS16e安裝了重新設(shè)計的內(nèi)存、計算和通信子系統(tǒng),可以進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,能耗低很多。
IBM曾經(jīng)表示,TrueNorth處理器可以按每秒1200-2600幀的速度給圖片數(shù)據(jù)分類,消耗的能源只有25-275毫瓦。處理器還可以識別圖片模式,這些圖片是用50-100個攝像頭生成的,每秒24幀。如果將芯片安裝到手機中,它也可以具備這種能力,幾天不用充電。
和今天的服務(wù)器相比,新芯片能耗低很多,今天的服務(wù)器依賴于傳統(tǒng)芯片,比如GPU、CPU、FPGA,企業(yè)用這些組件來識別圖片和語音。Facebook、谷歌、微軟、百度用深度學(xué)習(xí)技術(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí),通過解析與圖片、語音識別有關(guān)的答案來學(xué)習(xí)。這些深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)一般是由GPU驅(qū)動的,功率超過150瓦。
TrueNorth擁有算法和深度學(xué)習(xí)模型,包括識別模式,可以將過去和現(xiàn)有數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)起來。IBM為不同的深度學(xué)習(xí)模型開發(fā)了相對應(yīng)的算法,但是芯片可以應(yīng)用于現(xiàn)有系統(tǒng),比如MatConvNet。從本質(zhì)上講,開發(fā)者可以用MatConvNet開發(fā)學(xué)習(xí)模型,TrueNorth負(fù)責(zé)后臺處理工作。開發(fā)者沒有必要直接接觸TrueNorth。
IBM的策略和早期的游戲開發(fā)有點類似,最開始時程序員并不接觸GPU,因為大多人并不知道如何利用芯片的功能。最近,Vulkan替換了OpenGL API,將GPU功能直接展示給程序員看,如此一來,他們就可以更好利用芯片的功能。
深度學(xué)習(xí)的潛力已經(jīng)在無人駕駛汽車上得到體現(xiàn),強大的計算機引導(dǎo)汽車安全行進(jìn),正確識別信號、車道、其它對象。和汽車、服務(wù)器中的芯片一樣,TrueNorth會在每一個神經(jīng)元上進(jìn)行低級處理,然后將結(jié)果匯總,從而識別圖像中的對象,或者識別一種聲音。Nvidia、英特爾的芯片也采用了相同的技術(shù),但是它們的芯片能耗比TrueNorth高了很多。
目前TrueNorth芯片仍然處在發(fā)展初期。IBM計劃研發(fā)一臺計算機,它安裝TrueNorth芯片,規(guī)格跟人類大腦相當(dāng),但是IBM面臨一定的挑戰(zhàn),主要是因為這臺計算機太龐大,要開發(fā)算法和應(yīng)用有些困難。
從2004年開始IBM就在研發(fā)大腦式芯片,2009年,計算機已經(jīng)可以模擬貓的大腦。2011年IBM開發(fā)出原型芯片,它擁有256個數(shù)字神經(jīng)元,具有模式識別能力。如果要真正開發(fā)一臺計算機,讓它模擬人類大腦,還要等很長的時間。
IBM還在開發(fā)量子計算機,它可以替代現(xiàn)有PC和服務(wù)器,現(xiàn)有設(shè)備采用的設(shè)計已經(jīng)很老了,用了幾十年。還有一些企業(yè)和機構(gòu)也在開發(fā)可以模擬人腦的芯片,比如惠普企業(yè)(Hewlett Packard Enterprise)、斯坦福大學(xué)、德國海德堡大學(xué)、英國曼徹斯特大學(xué)。