Computer-ontwerp van IBM lijkt op menselijk brein

Het werk dat de IBM'ers verricht hebben, bouwt voort op de ontwikkeling van een nieuwe chiparchitectuur die in augustus 2011 ten doop werd gehouden. De op het menselijk brein geïnspireerde chiparchitectuur SyNAPSE genaamd, brengt opslag (de synapsen in het brein), processors (de zenuwcellen) en verbindingen (axonen) bij elkaar. Deze door IBM neurosynaptische kernen genoemde elementen zijn te combineren tot een schaalbaar configureerbaar netwerk met willekeurige dwarsverbanden.

Redactie AG ConnectMeer van deze auteur

Tech & Toekomst — Shutterstock

Shutterstock

Von Neumann-architectuur voorbij

Het bouwen van werkende computers met deze nieuwe chips vraagt een volstrekt andere softwareomgeving. Computers zoals we ze nu kennen, zijn gebaseerd - en zelfs mogelijk gemaakt - door de Von Neumann-architectuur. Basis daarvan is dat processor en werkgeheugen - en randapparatuur - gescheiden zijn. De processor haalt de instructies en gegevens stap voor stap op, en slaat (tussen)resultaten vervolgen ook stap voor stap we op in het geheugen. En dat bepaalt hoe besturingssystemen zijn ingericht, hoe tegenwoordig software wordt ontwikkeld, en hoe software-ontwikkeltools zijn opgezet.

Voor het benutten van zijn nieuwe chiparchitectuur heeft IBM daarom een nieuwe software-omgeving gecreëerd die aangeduid wordt als TrueNorth. Deze ondersteunt alle aspecten van de programmeercyclus, vanaf het ontwerpen tot de in werking stelling van het systeem. Onderdeel daarvan is een simulator van een netwerk van neurosynaptische kernen, een neuronenmodel dat informatie op breinachtige wijze kan verwerken en een programmeermodel met herbruikbare bouwstenen dat basale functies kan vervullen.

Geen concurrent, maar aanvulling

IBM ziet zijn nieuwe computerarchitectuur niet als concurrent voor, maar als een aanvulling op de bestaande. Het denkt zijn vindingen toe te passen bij taken waar een zaal vol computers het aflegt tegen een menselijk brein - met zijn inhoud van 2 liter en energieverbruik van 20 watt, noteren de IBM'ers. Daarbij gaat het vooral om het herkennen van patronen in alledaagse ongeordende data en trekken van conclusies daaruit. Dat zou zijn toepassing kunnen vinden in allerhande sensoren die de automobilist en de wandelaar kunnen ondersteunen, of ook smartphones, camera's handiger bedienbaar maken en robots beter laten interacteren met hun omgeving. Op termijn willen de IBM'ers een apparaat bouwen dat 10 miljard neuronen en honderd biljoen synapsen combineert in een volume van 2 liter, en niet meer dan een 1 kilowatt verbruikt.

Meer informatie over deze ontwikkeling is te vinden via IBM's perskamer.