Neurogrid: Mẫu microchip cách mạng mạnh hơn 9000 lần chíp máy tính thông thường

Nhìn vào tấm hình ở dưới, chắc hẳn bạn đang nghĩ đó cũng chỉ là một mạch điện tử bình thường mà ta có thể thấy ở khắp các thiết bị điện trong nhà. Nhưng thực chất đây là sản phẩm của một nhóm kỹ sư điện tử sinh học của đại học Stanford, với tốc độ hoạt động nhanh hơn tới 9000 lần so với các giải pháp mô phỏng não bộ chạy trên phần cứng thông thường – chưa kể đến việc tiêu tốn ít năng lượng hơn rất nhiều.

Các microchip này, tương tự nhiều nghiên cứu khác đã được thực hiện tại Stanford và nhiều đại học khác trên thế giới, lấy cảm hứng từ khả năng xử lý siêu việt của bộ não con người. Bước tiến lớn nằm ở chỗ, lần nay các thành viên của nhóm đã tạo ra các microchip với khả năng mô phỏng số lượng nhiều hơn 100 đến 1000 lần tất cả các nghiên cứu trước đây, nhưng toàn bộ mạch lại tiêu tốn ít năng lượng hơn cả một chiếc iPad. Nội dung chi tiết của nghiên cứu được công bố trong một bài viết trên tạp chí the Proceedings of the IEEE.

Từ trước tới nay, các nhà khoa học đã luôn muốn tái tạo lại cơ chế hoạt động của bộ não bằng các vật liệu bán dẫn. Điều này cũng hoàn toàn dễ hiểu khi mà chỉ phần vỏ não chuột cũng đã có thể cho tốc độ xử lý nhanh hơn xấp xỉ 9000 lần so với một PC thông thường, đó là chưa kể đến việc PC đó còn tiêu tốn điện năng nhiều hơn gấp…40000 lần – một sự lãng phí quá lớn. “Tác phẩm” mang tên Neurogrid có thể nói là bước tiến lớn nhất trong lĩnh vực mô phỏng này từ trước tới nay. Mang trên mình 16 chip “Neurocore” với thiết kế chuyên biệt, Neurogrid có khả năng mô phỏng 1 triệu nơron và hàng tỉ liên hợp thần kinh, nhờ đó có tiềm năng sức mạnh xử lí gấp 9000 lần và sử dụng điện năng hiệu quả hơn 100000 lần so với lượng phần cứng PC cần dùng để mô phỏng 1 triệu neuron.

Cũng vì thiết kế cũng như hiệu năng độc nhất vô nhị này, mức giá cho một mạch Neurogrid cũng “độc” không kém: 40000$. Một trở ngại nữa mà những nhà phát triển muốn ứng dụng nền tảng phần cứng này cho sản phẩm của mình là mức độ khó khăn của việc lập trình cho Neurogrid hoàn toàn không phải chuyện đùa. Kwabena Boahen, một thành viên của nhóm nghiên cứu giải thích:

“Tại thời điểm hiện tại, những ai muốn lập trình trên Neurogrid sẽ phải nắm được cơ chế hoạt động của.. não bộ trước khi bắt tay vào code. Nhận thức được sự khó khăn của điều này, chúng tôi vẫn đang tìm cách phát triển một neurocompiler (tạm dịch: trình biên dịch neuron) để đóng vai trò trung gian; giúp cho người dùng có thể sử dụng Neurogrid mà không cần phải hiểu quá sâu về neuron hay các khớp thần kinh”.

Quả thực, ý tưởng sử dụng đầu tiên mà người ta có thể nghĩ để là dùng Neurogrid làm nền tảng điều khiển các chi nhân tạo cho người khuyết tật – đưa nó vào đúng vai trò của một “bộ não nhân tạo”. Tuy vậy, với sức mạnh xử lý lớn nhường này, có hàng tá các ứng dụng tiềm năng khác mà người ta có thể xây dựng dựa trên một mạch như vậy. Một khi các nhà nghiên cứu tìm ra được cách thích hợp để giảm giá thành sản xuất, chưa biết chừng chúng ta sẽ thấy được một trào lưu phần cứng hoàn toàn mới.

Hiện tại, 16 Neurocore trên các mạch Neurogrid, mỗi core mô phỏng 65536 neuro, đang được sản xuất bằng một công nghệ chế tác đã có tuổi đời trên 15 năm. Một khi các khâu sản xuất được nâng cấp lên bằng các công nghệ hiện đại hơn, giá thành có thể sẽ giảm tới hàng trăm lần, đồng nghĩa với việc mạch điện tử mô phỏng hàng triệu neuron này sẽ có giá chỉ khoảng 400$ - không hơn là bao với một PC tầm trung. Khác biệt ở chỗ, PC thì cồng kềnh và chỉ có chức năng giới hạn, còn mạch Neurogrid có thể được sử dụng để điều khiển hầu như… mọi thứ!!!!

Theo: Gizmodo