Supercomputador neuromórfico conseguirá simular cérebro humano inteiro

Redação do Site Inovação Tecnológica - 14/12/2023

O supercomputador neuromórfico deverá começar a operar já no próximo ano.
[Imagem: ICNS]

Supercomputador para simular o cérebro

A Universidade Ocidental de Sydney, na Austrália, anunciou a inauguração iminente de um supercomputador neuromórfico. A máquina será a primeira do mundo com capacidade de simular, em escala integral, todas as sinapses de um cérebro humano.

O supercomputador, chamado DeepSouth, usa um sistema neuromórfico que imita os processos biológicos, usando hardware para emular eficientemente grandes redes de neurônios, com uma capacidade de pico que chegará a 228 trilhões de operações sinápticas por segundo - rivalizando com a taxa estimada de operações no cérebro humano.

Diferentemente dos supercomputadores tradicionais, baseados em processadores e GPUs, o supercomputador neuromórfico foi projetado desde o princípio para implementar redes de neurônios, exigindo menos energia e permitindo maior eficiência.

"O progresso em nossa compreensão de como os cérebros computam usando neurônios é dificultado por nossa incapacidade de simular redes semelhantes a cérebros em escala total. Simular redes neurais por picos de tensão em computadores padrão, usando Unidades de Processamento Gráfico (GPUs) e Unidades Centrais de Processamento (CPUs) multinúcleos é muito lento e usa energia intensivamente. Nosso sistema mudará isso.

"Esta plataforma fará avançar nossa compreensão do cérebro e o desenvolvimento de aplicações de computação em escala cerebral em diversos campos, incluindo aplicações de detecção, biomédica, robótica, espacial e IA em larga escala," disse o professor van André Schaik, coordenador do Centro Internacional de Sistemas Neuromórficos (ICNS).

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Supercomputação neuromórfica

O supercomputador neuromórfico oferecerá um processamento paralelo super-rápido e em grande escala usando muito menos energia. Nossos cérebros são capazes de processar o equivalente a um exaflop - um bilhão de bilhões, ou 10¹⁸ - de operações matemáticas por segundo com apenas 20 watts de potência. O DeepSouth gastará bem mais, mas também bem menos do que os supercomputadores eletrônicos tradicionais.

Além disso, as redes neurais pulsadas são orientadas por eventos, o que significa que o sistema neuromórfico responde a mudanças nos dados de entrada, em vez de funcionar continuamente em segundo plano como os computadores eletrônicos, o que resulta em mais economia de energia.

O supercomputador também é muito menor do que outros supercomputadores, mas ele é escalável, o que significa que será possível adicionar hardware adicional para torná-lo maior no futuro.

Finalmente, por imitar o cérebro, o supercomputador DeepSouth permitirá de criar formas mais eficientes de realizar processos de inteligência artificial do que os modelos atuais.

Hardware adaptável

O hardware, que está sendo construído por uma parceria dos pesquisadores da Universidade com as empresas Intel e Dell, baseia-se nos versáteis chips FPGA (sigla para Matrizes de Portas Programáveis em Campo), que são circuitos integrados programáveis depois de estarem prontos. Isso permitirá a adição de novos modelos de neurônios, esquemas de conectividade e regras de aprendizagem que superem limitações vistas em outros sistemas de computação neuromórfica com hardware especializado, como os memoristores e os materiais de mudança de fase.

A expectativa é que o DeepSouth comece a funcionar já em 2024. O nome é uma referência ao supercomputador Deep Blue, que foi o primeiro computador a se tornar campeão mundial de xadrez, e ao sistema TrueNorth, um dos maiores esforços para construir máquinas que simulem grandes redes de neurônios operando por "disparos", como os dos neurônios biológicos.

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