בתמונה למעלה: מחשב המחקר Hala Point. כולל יותר ממיליון מעבדי Loihi 2

חברת אינטל הכריזה על השקת המחשב הנוירומופרי הגדול בעולם, Hala Point, אשר מבוסס על מעבדי Loihi 2 שפותחו באינטל לאבס בשנת 2021. המעבדים האלה מחקים את פעילות הנוירונים במוח ומופיעים במתכונת של מחשב הכולל מאות מעבדי Loihi, אשר כל אחד מהם מכיל 128 ליבות עיבוד המיישמות מודל של מיליון נוירונים. המחשב Hala Point מכיל 1.15 מיליארד "נוירונים" ומסוגל לבצע עד 30 טריליון פעולות בשנייה בצריכת הספק של פחות מ-2,600 ואט, שהיא חסכונית פי 4-16 מארכיטקטורות בניה מלאכותית המבוססות על מעבדי CPU ו-GPU. 

מודלים מדעיים שונים של המוח

ראוי לזכור שעיבוד נוירומורפי שונה לגמרי מרשתות נוירוניות המשמשות כיום במערכות לימוד עומק (Deep Learninig). למרות ששתי השיטות מבוססות על מודלים של המוח הביולוגי, הן מתבססות על מודלים מדעיים שונים של המוח, שפותחו בתקופות נפרדות. מערכות נוירומופיות מנסות לייצר מערכים הבנויים מאלמנטים המחקים את המודל המודרני של פעילות הנוירונים במוח: אות המגיע אל הנוירון, מעורר אותו וגורם לו לשלוח אותות עירור לנוירונים אחרים שאליהם הוא מקושר. במסגרת זאת, הנוירונים במודל הנוירומופי גם יודעים ליצור קשר או לנתק את הקשר עם נוירונים אחרים, ועל-ידי כך לייצר תת-רשתות פנימיות.

רשתות נוירוניות (neural networks), לעומת זאת, מבוססות על מודל של המוח שפותח לקראת סוף המאה ה-19 ולפיו יחידת הבסיס של המוח היא פרספטרון (Perceptron). זהו אלגוריתם סיווג אשר מקבל ערך, מסכם אותו עם ערך פנימי (משקל), ומעביר את התוצאה המשוקללת אל הפרספטרון הבא. רשתות נוירוניות בנויות ממיליוני פרספטרונים המסודרים בשכבות. הן לא "מעוררות" נוירונים אלא רק מעבירות מידע. בשלב האימון נקבעים המשקלים השונים ברשת, ובשלב ההסקה היא מייצרת מוצא אוטומטי בהתאם למשקלים שנקבעו מראש.

ההבדלים האלה מסבירים מדוע רשתות נוירוניות ניתנו ליישום קל בתוכנה או באמצעות יחידות חישוב פשוטות המצויות במעבדים גרפיים (GPU), בעוד במערכים נוירומופריים מיושמים באמצעות מערכים של מעבדים או באמצעות רכיבי FPGA גדולים מאוד. מעבד Loihi 2, לשם המחשה, מכיל 128 ליבות עיבוד המיישמות מיליון נוירונים. לכן מחשב Hala Point כולל 1,152 מעבדי Loihi 2, אשר מקבלים תמיכה מכ-2,300 ליבות x86. כל אחד מהמעבדים האלה מיוצר בתהליך אינטל 4, וכולל ממשקי תקשורת מהירים אל הזכרון ואל שאר מעבדי Loihi המצויים במערך הצפוף הזה. 

מחשב, או "מוח אלקטרוני"?

על-פי ההערכה המקובלת, במוח האנושי יש כ-84 מיליארד נוירונים. לכן כאשר אינטל מדווחת על מיליארד נוירונים במערכת, מדובר כבר באובייקט שניתן להשוותו אל מוח ביולוגי המצוי בבעלי חיים קטנים או פרימיטיביים. באמצעות הצמדת המשאב הזה אל מערכת לומדת או אל רובוט, ניתן ככל הנראה לייצר קפיצת מדרגה טכנולוגית ובלתי צפויה. בשלב הזה Hala Point הוא אבטיפוס מחקרי בלבד, ולא מוצר מסחרי. המערכת הראשונה נמסרה לחוקרים במעבדות הלאומיות Sandia, כדי לפתור בעיות חישוביות מדעיות בתחומי פיזיקת ההתקנים, ארכיטקטורת מחשבים, מדעי המחשב ואינפורמטיקה.