În colaborare cu cercetători de la Harvard, Samsung va introduce o nouă abordare pentru cip-urile sale de memorie. Gigantul high-tech vrea să folosească modalitatea de inginerie inversă a creierului uman și imitarea acestuia cu cipuri semiconductoare. Acest lucru rezultă dintr-o lucrare publicată de Nature Electronics, care ne dă o idee despre realizarea în viitor a cipurilor neuromorfe care pot imita creierul uman.
Concepută de inginerii și cercetătorii de la Samsung și Universitatea Harvard, această perspectivă a fost publicată într-o lucrare intitulată „Electronică neuromorfă bazată pe copierea și lipirea creierului” în Nature Electronics, conform Samsung Newsroom. Lucrarea are co-autori pe Donhee Ham de la Samsung Advanced Institute of Technology (SAIT) și profesor la Universitatea Harvard; profesorul Hongkun Park de la Universittea Harvard; Sungwoo Hwang, președinte și CEO al Samsung SDS și fost șef al SAIT; și Kinam Kim, vicepreședinte și CEO al Samsung Electronics.
Cipuri de memorie Samsung la nivelul creierului uman
Esența viziunii propuse de autori este rezumată cel mai bine prin cele două cuvinte, „copiere” și „lipire”. Lucrarea sugerează o modalitate de a copia harta conexiunii neuronale a creierului utilizând o matrice de nanoelectrozi descoperită și dezvoltată de Dr. Ham și Dr. Park și de a lipi această hartă pe o rețea tridimensională de înaltă densitate de amintiri în stare solidă. Acest cip poate reproduce trăsăturile creierului, inclusiv adaptarea la mediu, învățarea ușoară, putere redusă și chiar autonomie și cunoaștere. Toate aceste sunt dincolo de limitele actuale ale tehnologiei.
Creierul are un număr mare de neuroni, iar harta lor de cablare este responsabilă pentru toată puterea de calcul și memorie. Dacă acea hartă poate fi proiectată invers, se pot obține multe lucruri în imitarea creierului. Astfel, cunoașterea hărții este cheia inversării ingineriei creierului. Au mai fost informații că Samsung lucrează la o Unitate de procesare neuronală – Neural Processing Unit (NPU) care va echivala cu puterea de procesare a creierului uman.
Creierul uman poate conține de 5 ori mai multe informații decât Enciclopedia Britanică. Informațiile în creier se deplasează cu viteze de la 1,6 km/h, până la 431,3 km/h. O mașină de Formula 1 atinge o viteză maximă de 400 km/h.
Scopul ingineriei neuromorfe este de a imita structura creierului și a rețelelor neuronale pe un cip de memorie. Acest lucru s-a dovedit dificil deoarece nu se știe exact modul în care sunt conectați numărul mare de neuroni din creier. Astfel, scopul ingineriei neuromorfe va fi ușurat de proiectarea unui cip „inspirat” de creier.
Cel mai complex computer din lume – Creierul uman
Această lucrare sugerează o modalitate de a reveni la obiectivul neuromorf original al ingineriei inverse a creierului. Matricea de nanoelectrozi poate intra efectiv într-un număr mare de neuroni, astfel încât să poată înregistra semnalele lor electrice cu sensibilitate ridicată. Aceste înregistrări intracelulare masiv paralele informează harta cablării neuronale, indicând unde neuronii se conectează între ei și cât de puternice sunt aceste conexiuni. Prin urmare, din aceste înregistrări revelatoare, harta cablării neuronale poate fi extrasă sau „copiată”.
Harta neuronală copiată poate fi apoi „lipită” într-o rețea de memorii nevolatile. Acestea pot fi memoriile flash comerciale care sunt utilizate în viața noastră de zi cu zi în unitățile SSD (SSD) sau amintirile „noi”, cum ar fi accesul aleativ rezistiv la memorii (RRAM) – prin programarea fiecărei memorii astfel încât conductanța sa să reprezinte puterea fiecărei conexiuni neuronale din harta copiată.
Lucrarea face un pas mai departe și sugerează o strategie pentru a lipi rapid harta cablării neuronale pe o rețea de memorie. O rețea de amintiri nevolatile special concepute poate învăța și exprima harta conexiunii neuronale, atunci când este condusă direct de semnalele înregistrate intracelular. Aceasta este o schemă care descarcă direct harta conexiunii neuronale a creierului pe cipul de memorie.
Deoarece creierul uman are aproximativ 100 de miliarde de neuroni și aproximativ o mie de ori mai multe conexiuni sinaptice, cipul neuromorf final va necesita 100 de trilioane de amintiri. Integrarea unui număr atât de mare de amintiri pe un singur cip ar fi posibilă prin integrarea 3D a amintirilor. Aceasta este o tehnologie în care lider este Samsung și, cu ea a deschis o nouă eră în industria memoriei.
„Viziunea pe care o prezentăm este extrem de ambițioasă”, a spus dr. Donhee Ham. „Dar lucrul la un astfel de obiectiv eroic va împinge granițele inteligenței mașinilor, neuroștiințelor și tehnologiei semiconductoarelor”.