В Петрозаводском государственном университете появилась лаборатория нейроморфных систем — энергосберегающих цифровых технологий, построенных по принципу человеческого мозга. Ее запустили ПетрГУ и НИЦ «Курчатовский институт» на базе университетского Центра искусственного интеллекта.
По признанию ученых, человеческий мозг является самым совершенным компьютером. Нейроморфные системы, построенные по его образу, задействуют одновременно множество вычислительных элементов — в отличие от классических процессоров, которые обрабатывают инструкции последовательно.
В них сигналы передаются подобно нейронам нервной системы. Помимо этого, хранение данных и выполнение операций происходят в одном месте, что значительно снижает энергопотребление.
Сегодня центры обработки данных нейросетей расходуют колоссальное количество электричества и воды. На их обслуживание тратятся ценные ресурсы, в том числе исчерпаемые, что ставит под угрозу экологическое и экономическое благополучие людей. Экономичные нейроморфные системы могут решить эту проблему, так как требуют в тысячи раз меньше энергии. Их изучением и разработкой займется новая лаборатория.
«В тех цифровых структурах классической компонентной базы, которыми мы сейчас активно пользуемся, оперативная память и память долговременного хранения разъединены. На передачу информации из одной в другую происходит большая потеря энергии. Например, если такая система видит кривую, компьютер каждую точку этой кривой переносит из оперативной памяти в долговременную. Мозг же видит сразу всю кривую, его архитектура устроена таким образом, что память долговременного хранения и оперативная находятся в одном месте — в нейронах», — пояснила директор Курчатовского института Юлия Дьякова.
Она напомнила, что сегодня более трети энергоресурсов мира тратится на обслуживание цифровых систем, но их эффективность остается низкой, так как «для каждого суперкомпьютера нужно построить отдельную атомную электростанцию».
«Человеческий мозг потребляет всего 10 ватт и прекрасно работает даже со сложными задачами, — отметила Юлия Дьякова. — Поэтому так важен в современном мире переход на природоподобные технологии. Мы должны разрабатывать не только новые способы генерации энергии, но и новые каноны ее потребления».
ПетрГУ уже не впервые становится флагманской площадкой для разработки передовых технологий. Новая лаборатория будет создавать технологичные системы для предприятий региона и страны.
«Мы достаточно давно сотрудничаем с одним из подразделений Курчатовского института и вместе разрабатывали микроэлектронные устройства и создавали программно-аппаратные комплексы. В прошлом году наш регион и университет посетил президент научно-исследовательского института Михаил Ковальчук. Его визит и новая договоренность с правительством республики дали новый импульс нашей совместной работе, были определены новые направления. Результат одной из них — новая лаборатория нейроморфных технологий», — поделился ректор ПетрГУ Анатолий Воронин.
Сейчас разработка нейроморфного процессора завершается. По мнению ректора, такие решения с низким потреблением энергии будут очень востребованы в области промышленной автоматизации на предприятиях республики, для разработки приложений и там, где задействован искусственный интеллект.
«Мы уверены, что в ближайшие 5–7 лет они будут активно использоваться во всех сферах: от социальной до производственной», — подытожил Анатолий Воронин.
Проект реализуется в рамках программы Минобрнауки России «Приоритет-2030» (национальный проект «Молодежь и дети»).
