El programa DARPA SyNAPSE desarrolla un chip similar al cerebro de bajo consumo

El programa DARPA SyNAPSE desarrolla un chip similar al cerebro de bajo consumo

https://militaryembedded.com/ai/deep-learning/darpa-synapse-program-develops-low-power-brain-like-chip

WASHINGTON. Investigadores financiados por la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA) han desarrollado un chip de computadora con una arquitectura inspirada en la estructura neuronal del cerebro que requiere solo una fracción de la energía eléctrica de los chips convencionales. Las aplicaciones de defensa en las que la energía eléctrica es limitada, como los robots móviles y los sensores remotos, se beneficiarían del ahorro de energía del chip, que utiliza 100 veces menos energía para procesamientos complejos que los dispositivos actuales.
Los expertos de IBM en San José, California, diseñaron el chip bajo el programa Systems of Neuromorphic Adaptive Plastic Scalable Electronics (SyNAPSE) de DARPA. Está cargado con más de cinco mil millones de transistores y tiene más de 250 millones de "sinapsis", o puntos lógicos programables, que son análogos a las conexiones entre las neuronas del cerebro. Si bien todavía es un orden de magnitud menor que la cantidad de sinapsis reales en el cerebro humano, marca un gran paso para hacer realidad los sistemas neuroinspirados de ultra alto rendimiento y baja potencia, según el comunicado de DARPA.

Tareas como la percepción y el reconocimiento de patrones, el procesamiento de audio y el control motor (las personas y los animales se desempeñan sin esfuerzo) son difíciles de realizar para las arquitecturas informáticas tradicionales sin consumir una gran cantidad de energía. Los sistemas biológicos consumen mucha menos energía que las computadoras actuales que intentan las mismas tareas. El programa SyNAPSE se formó para acelerar el desarrollo de un chip inspirado en el cerebro que pudiera realizar tareas difíciles de percepción y control al mismo tiempo que lograba ahorros de energía significativos.

El chip desarrollado por SyNAPSE, que puede colocarse en mosaico para crear grandes matrices, tiene un millón de neuronas electrónicas y 256 millones de sinapsis electrónicas entre neuronas. Basado en la tecnología de proceso de 28 nanómetros de Samsung Foundry, el chip de 5.400 millones de transistores tiene uno de los recuentos de transistores más altos de cualquier chip jamás producido, según el comunicado de DARPA. Cada chip consume menos de 100 milivatios de energía eléctrica durante el funcionamiento. Cuando se aplicó a tareas comparativas de reconocimiento de patrones, el nuevo chip mostró dos órdenes de magnitud en ahorro de energía en comparación con los sistemas informáticos tradicionales de última generación.

La alta eficiencia energética se logra, en parte, mediante la distribución de datos y computación a través del chip, lo que alivia la necesidad de mover datos a grandes distancias. El chip también funciona de manera asíncrona, procesando y transmitiendo datos solo cuando es necesario, de forma similar a como funciona un cerebro.

"El diseño de chips de computadora está impulsado por el deseo de lograr el mayor rendimiento al menor costo", dice Gill Pratt, gerente del programa DARPA. "Históricamente, el costo más importante fue el del chip de computadora. Pero la ley de Moore, el costo exponencialmente decreciente de construir chips de alto número de transistores, ahora permite a los arquitectos de computadoras tomar prestada una idea de la naturaleza, donde la energía es un costo más importante que complejidad, y centrarse en diseños que ganan eficiencia energética empleando escasamente una gran cantidad de componentes para minimizar el movimiento de datos.El chip de IBM, que es, con mucho, el más grande que se ha fabricado hasta ahora que explota estas ideas, podría dar lugar a aeronaves no tripuladas o robóticas. sistemas con presupuestos de energía limitados una percepción más refinada del entorno, distinguiendo las amenazas con mayor precisión y reduciendo la carga sobre los operadores del sistema Nuestras tropas a menudo se encuentran en entornos austeros y deben llevar baterías pesadas para alimentar dispositivos móviles, sensores, radios y otros equipos electrónicos. Los vehículos aéreos también tienen presupuestos de energía muy limitados debido al impacto del peso. Para ambos entornos, la eficiencia energética extrema lograda por los logros del programa SyNAPSE podría permitir una gama mucho más amplia de aplicaciones informáticas portátiles para la defensa".

El modelado de neurociencia es otra aplicación potencial para el chip desarrollado por SyNAPSE. La gran cantidad de neuronas electrónicas y sinapsis en cada chip y la capacidad de unir múltiples chips pueden conducir al desarrollo de simuladores neuromórficos complejos en red para usar en la prueba de modelos de red en neurobiología y profundizar la comprensión actual de la función cerebral.