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Computador neuromórfico

A Intel usou seu processador neuromórfico Loihi 2 para construir o maior computador usando uma arquitetura que imita o cérebro construído até agora.

O sistema, batizado de Hala Point, é formado por 1.152 processadores Loihi 2 montados em seis racks padrão usados em gabinetes de servidores, o que equivale a um volume equivalente ao de um forno de micro-ondas. São 1,15 bilhão de neurônios artificiais, capazes de executar 380 trilhões de operações sinápticas por segundo.

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Embora uma comparação direta com um computador eletrônico tradicional seja complicada, a Intel afirma que o Hala Point consome 100 vezes menos energia do que um sistema tradicional ao rodar problemas de otimização combinatória. A maior eficiência energética sempre foi um dos principais argumentos para o desenvolvimento de arquiteturas baseadas em componentes que imitam os neurônios e as sinapses, como os memoristores.

“O Hala Point é o primeiro sistema neuromórfico em grande escala a demonstrar eficiências computacionais de última geração em cargas de trabalho de inteligência artificial convencionais. A caracterização mostra que ele pode suportar até 20 quatrilhões de operações por segundo, ou 20 petaops, com uma eficiência superior a 15 trilhões de operações de 8 bits por segundo por watt (TOPS/W) ao executar redes neurais profundas convencionais,” anunciou a Intel.

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Promessas e dificuldades

O primeiro protótipo do computador neuromórfico Hala Point ficará instalado no Laboratório Nacional Sandia, nos EUA, cuja equipe planeja usá-lo justamente para desenvolver uma nova ciência da computação baseada no cérebro.

A principal diferença em termos de arquitetura é que a computação neuromórfica é uma implementação de computação na memória, ou seja, os dados não precisam trafegar entre a memória e o processador – assim como no cérebro, computação e memória ocorrem nos mesmos “componentes”.

Parece simples, mas quando se trata do uso prático, especificamente de como programar os computadores, existem quase tantas diferenças entre um computador comum e um computador neuromórfico quanto as que existem entre um computador comum e um computador quântico. Assim, se não sabemos ainda como programar os computadores quânticos, precisamos igualmente teorizar e implementar linguagens de programação neuromórfica, o que inclui os compiladores, que traduzem os comandos das linguagens de programação em instruções que os componentes neuromórficos entendem.

Por exemplo, os números de desempenho anunciados pela Intel, que foram alcançados pelo Hala Point, são comparáveis ao que se obtém com arquiteturas construídas com unidades de processamento gráfico (GPUs) e unidades centrais de processamento (CPUs). Contudo, a comparação é complicada porque os programas de treinamento de IA atuais não rodam diretamente em um hardware neuromórfico.

Assim, o anúncio da empresa de que os “recursos exclusivos do Hala Point poderão permitir o futuro aprendizado contínuo em tempo real para aplicações de IA, como solução de problemas científicos e de engenharia [...], grandes modelos de linguagem (LLMs) e agentes de IA” deve ser visto com cautela, pelo menos a curto prazo.

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Trilhando o caminho

Os processadores neuromórficos Loihi 2, que formam a base do Hala Point, usam princípios de computação como as redes neurais de picos (SNNs) assíncronas e baseadas em eventos, memória e computação integradas e conexões esparsas e em constante mudança. Os neurônios artificiais que compõem o processador se comunicam diretamente entre si, em vez de se comunicarem através da memória, o que é uma das principais razões para a redução no consumo geral de energia.

Além dos 1.1152 processadores neuromórficos, o sistema Hala Point também inclui 2.300 processadores eletrônicos comuns, para conexão com o mundo exterior e para rodar programas comparativos. O consumo geral de energia do sistema alcançou um máximo de 2.300 watts durante os primeiros testes, fornecendo um total de 16 petabytes por segundo (PB/s) de largura de banda de memória, 3,5 PB/s de largura de banda de comunicação entre núcleos e 5 terabytes por segundo (TB/s) de largura de banda de comunicação entre chips.

“Juntamente com um ecossistema de mais de 200 membros da Comunidade de Pesquisa Neuromórfica Intel (INRC), incluindo importantes grupos acadêmicos, laboratórios governamentais, instituições de pesquisa e empresas em todo o mundo, a Intel está trabalhando para ampliar os limites da IA inspirada no cérebro e fazer progredir esta tecnologia, partindo de protótipos de pesquisa rumo a produtos comerciais líderes do setor nos próximos anos,” finalizou a empresa

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Fonte: Inovação Tecnológica 

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