Siêu máy tính có 1 triệu lõi xử lý, có 1 tỷ neuron nhưng vẫn chỉ bằng 1% sức mạnh não người

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Manchester, Anh vừa bật chiếc siêu máy tính mạnh nhất thế giới, được thiết kế nhằm bắt chước não người, bước tiến quan trọng để xây dựng một bộ não bằng silicon.

Việc dùng máy tính để giả lập não bộ chính là ngành tin học hình thái thần kinh - neuromorphic computing, là một lĩnh vực phát triển rất nhanh. Mọi khía cạnh nghiên cứu đều tập trung vào việc tạo nên một con chip máy tính có cấu trúc và phương pháp xử lý thông tin giống với não bộ. Điều này sẽ không chỉ cho phép ta tạo ra một mô hình não chính xác mà còn sản xuất được robot suy luận và đưa quyết định dựa trên những gì chúng nhìn được thông qua computer vision.

Một trong những trở ngại công nghệ lớn nhất là việc tạo ra phần cứng có khả năng xử lý tương đương với cái "máy tính" trong hộp sọ con người. Siêu máy tính mới tại Manchester bao gồm 1 triệu lõi xử lý, thực hiện được 200 nghìn tỷ phép toán mỗi giây.

Các nhà khoa học tại Đại học Manchester đã bắt đầu nghiên cứu và phát triển nó từ năm 2006. Phần trái tim của cỗ máy là một con chip máy tính đặc biệt, gồm 18 lõi xử lý nằm gọn ghẽ trong một không gian nhỏ.

>> Trong khi Elon Musk hì hục hợp nhất não người với trí tuệ nhân tạo thì Facebook đã cho nó "làm bạn" với con người

Hơn 55.000 con chip như vậy đã được nối với nhau để cung cấp năng lực xử lý cho hàng triệu lõi xử lý khác. Đây là thiết kế siêu máy tính mới, có tên "Kiến trúc mạng Neural Lên cao đột ngột - Spiking Neural Network Architecture", được gọi tắt là SpiNNaker.

Trong não bộ con người, các neuron liên lạc với nhau bằng những tín hiệu năng lượng điện hóa học nhảy vọt lên đột ngột, đó là các "spike". Một spike đơn lẻ không chứa nhiều thông tin, nhưng khi hàng trăm triệu spike sẽ cùng tỏa sáng một lúc thì một lượng lớn thông tin sẽ được truyền đi. Nhận thức của con người cũng được cấu thành từ hàng trăm triệu spike như vậy.

Mô tả cấu trúc con chip SpiNNaker 18 lõi.

Siêu máy tính sử dụng cấu trúc SpiNNaker mượn thiết kế của não bộ với các bộ xử lý trung tâm gửi đi hàng tỷ những gói thông tin nhỏ tới hàng chục ngàn điểm nhận trải khắp hệ thống. Sự khác biệt của nó với cách máy tính thông thường đó là việc truyền thông tin. Máy tính thông thường gửi đi một gói dữ liệu lớn hơn nhiều bởi nó phải hướng dẫn toàn hệ thống cách truyền tin. Siêu máy tính SpiNNaker thì giảm kích cỡ gói thông tin bởi lẽ việc truyền tin được xử lý hết trong con các con chip.

Hiểu một cách đơn giản, máy tính thông thường gửi tin như gửi đi một gói bưu kiện kèm địa chỉ gửi và nhận, dán một con tem, còn siêu máy tính SpiNNaker gửi bưu kiện theo kiểu người nhận nào cũng sở hữu một "shipper" riêng, biết hết đường đi lối lại rồi nên không cần thêm địa chỉ vào làm gì.

"SpiNNaker thay đổi cách ta phân tích các hoạt động của máy tính thông thường.", Steve Furber, nhà khoa học máy tính công tác tại Đại học Manchester phát biểu. Ông nói thêm: "Về cơ bản, chúng tôi tạo ra một cỗ máy hoạt động như bộ não người chứ không giống máy tính truyền thống. Thú vị lắm!".

Furber và các cộng sự đang nhắm tới mục tiêu giả lập được một tỷ neuron trong thời gian thực, bằng chính siêu máy tính SpiNNaker có sức mạnh khủng khiếp. Đúng là con số "một tỷ neuron" nhiều hơn bất cứ hệ thống máy tính nào ngày nay có thể làm, tuy nhiên nó mới bằng khoảng 1% số neuron trong não người. 

Chặng đường vĩ đại nào cũng đều có bước đầu tiên, hơn nữa ta có thể khám phá được rất nhiều thứ từ siêu máy tính SpiNNaker. "Các nhà khoa học thần kinh có thể dùng SpiNNaker để mở khóa bí mật về cách hoạt động của não bộ con người, thông qua những chương trình giả lập quy mô lớn chưa từng có.", Furber tự hào chia sẻ.

Theo Cafebiz.vn