22 jun. 2012
2 minuten
De afgelopen tijd hebben zowel Intel als AMD een tipje van de sluier opgelicht van hun nieuwe generaties neuromorfe (brein-achtige) computerchips. Deze chips moeten brein-achtige prestaties gaan leveren op het gebied van rekenkracht en veel verdergaand parallellisme dan bij de huidige CPU’s en dat met een minimale vermogensopname.
Na de aankondiging vorig jaar dat de Heterogeneous System Architecture (HSA) een open ‘architectuur-agnostische’ specificatie zou zijn die door iedereen (inclusief Intel) mocht worden gebruikt, meldde AMD nu dat zijn toekomstige APU’s een ARM Cortex-A5 core zllen bevatten voor de implementatie van TrustZone, de beveiligings- en DRM-oplossingen van ARM. AMD zei ook te gaan samenwerken met ARM, Imagination Technologies, MediaTek, en Texas Instruments in de op te zetten HSA Foundation. Het is de bedoeling dat dit non-profit consortium zich gaat verenigen rond een enkele HSA-specificatie, in de eerste plaats om ervoor te zorgen dat ontwikkelaars software kunnen creëren die de diverse beschikbare soorten computer power volledig kan benutten.
Het is niet ondenkbaar dat een toekomtige AMD- (of TI-)chip een paar GPU cores zal bevatten, een paar x86 CPU cores en duizenden kleine ARM cores die allemaal in perfecte, parallelle neuromorfe harmonie samenwerken, als tenminste de software-toolchain in orde is zodat je niet een soort idiot savant hoeft te zijn om alle resources efficiënt te gebruiken.
LSV’s en memristors
Het neuromorfe chipontwerp van Intel is heel anders van opzet, met twee ontluikende technologieën: multi-input lateral spin valves (LSV) en memristors. LSV’s zijn microscopisch kleine magneten waarvan de magnetisering zich aanpast aan de spin van de elektronen die passeren. Memristors zijn elektronische componenten waarvan de weerstand hoger wordt als er stroom in de ene richting doorheen loopt en lager als de stroom in tegengestelde richting loopt. Bij afwezigheid van stroom blijft de laatste weerstandswaarde van kracht en dat betekent dat de memristor data kan opslaan.
Door het opnemen van LSV’s en memristors in een kruisbordmatrix wil Intel een neuromorfe CPU samenstellen. Het achterliggende idee is dat de LSV’s optreden als neuronen en de memristors als synapsen, waarbij de weerstandswaarde het equivalent is van het ‘gewicht'(importantie) van de synaptische verbinding. Het gaat hier om uiterst kleine componenten – enkele tientallen nanometers – dus in theorie kan Intel een chip maken met miljarden neuronen en synapsen, Dat komt in de verste verte nog niet in de buurt van de honderden triljoenen in het menselijk brein, maar ons brein heeft maar een kloksnelheid (refresh rate) van ongeveer 100MHz, terwijl de Intel-chip gaat werken in het gigahertz- of terahertzgebied.
Ultra low power
Het enorme parallellisme is niet de enige bijzondere eigenschap van het levende brein: het heeft ook nog een extreem laag vermogensverbruik. Een enkel stel hersenen is krachtiger dan de snelste supercomputer op onze planeet en verbruik toch maar 30 watt. De onderzoekers van Intel stellen dat hun neuromorfe chip een vergelijkbare efficiëntie kan halen. LSV-neuronen hebben maar een handvol elektronen nodig om hun oriëntatie om te schakelen. Intel verwacht dat de chip daarom 300 maal efficiënter kan zijn dan het CMOS-equivalent.
