Xây dựng máy tính theo cách não người hoạt động
- Thứ ba - 10/09/2019 12:35
- |In ra
- |Đóng cửa sổ này
Ông coi máy tính là phép lạ trong thế giới hiện đại nhưng cho rằng các linh kiện bán dẫn của chúng sắp hết vai trò. “Đã đến lúc cần phải suy nghĩ lại về máy tính bởi chúng vẫn đang được chế tạo theo nguyên tắc như cách đây 60-70 năm”, Tufte nhận xét. Trong hơn nửa thế kỉ nay, cứ sau mỗi 2 năm thì tốc độ các bộ vi xử lý lại tăng lên gấp đôi. Tufte tin rằng sẽ không thể theo kịp tốc độ đó lâu hơn. Việc giảm số lượng cấu phần khiến máy móc trở nên không đáng tin cậy, nhưng việc tăng số lượng các bộ phận lại khiến chúng tiêu tốn nhiều năng lượng hơn. Một trung tâm dữ liệu điển hình tiêu thụ năng lượng tương đương 40.000 hộ gia đình và sự phức tạp ngày càng tăng khiến chúng trở nên quá đắt đỏ khi sản xuất chế tạo.
Tufte tin máy tính nên có những đặc điểm của bộ não. “Bộ não cung cấp hiệu suất ổn định mặc dù các phần cấu thành không ổn định. Nó đòi hỏi rất ít năng lượng và có một quá trình tự tổ chức thiết kế. Nếu tìm được cách chuyển các thuộc tính này từ mạng thần kinh sang máy tính, ta sẽ cách mạng hóa được việc chế tạo máy tính”.
Bộ não thực hiện rất nhiều nhiệm vụ giống máy tính như xử lý thông tin, thực hành kiểm soát và có bộ nhớ nhưng cấu trúc của nó lại hoàn toàn khác với máy tính hiện nay. Các tế bào não có khả năng tự tổ chức và chúng tạo nên kiến trúc riêng của mình với khả năng thích nghi liên tục mà không có bất kì kế hoạch chuẩn bị nào. Trong khi máy tính phải được lập trình để thực hiện các nhiệm vụ mới hoặc thích nghi với các công nghệ khác, bộ não lại có khả năng học hỏi.
“Mỗi tế bào đảm trách hai nhiệm vụ vừa là thợ vừa là thầy. Mặc dù rất phức tạp nhưng mạng lưới thần kinh cũng bắt đầu từ những bước đơn giản. Sinh vật phải thích nghi với môi trường và thế giới, nhưng khi chúng ta chế tạo máy thì mọi thứ lại diễn ra ngược lại. Máy tính được xây nên gồm các bộ phận đã được dự kiến và chế tạo trước một cách chính xác. Chúng được lắp ráp theo một bản kế hoạch lớn để thực hiện một nhiệm vụ cụ thể. Ngay từ đầu, một cỗ máy đã rất phức tạp nhưng lại không có khả năng phát triển thêm”, Tufte chia sẻ.
Việc xây dựng loại máy tính dựa trên não người sẽ đòi hỏi phần cứng hoàn toàn khác so với những thứ máy móc hiện nay đang dùng. Ý tưởng này được theo đuổi trong một dự án nghiên cứu SOCRATE kéo dài đến năm 2022, một phần được Hội đồng nghiên cứu Na Uy tài trợ.
Nam châm nano là một cách tiếp cận vì “dễ chế tạo, dễ mở rộng quy mô bởi chúng khá đơn giản và cần ít năng lượng. Bằng việc cho chúng tự tổ chức, chúng ta không phải phụ thuộc vào từng cấu phần riêng lẻ. Một hoặc nhiều thành phần trong đó có thể khác biệt mà không gây sai lệch đến kết quả”, ông nói. Nam châm nano đã được sản xuất trong phòng thí nghiệm Nanolab của NTNU. Nhóm của Tufte đang hợp tác với các đồng nghiệp tại Viện Công nghệ Liên bang Thụy Sĩ ETH, Đại học Sheffield (UK), Đại học Ghent (Bỉ), Đại học Oslo Metropolitan (Na Uy) và Đại học York (UK).
Tufte cho biết sự quan tâm đầu tư tài chính cho các nghiên cứu về lựa chọn thay thế bộ xử lý silicon đã tăng vọt trong vòng 5-6 năm qua. Hiện tại có những nghiên cứu như sử dụng nano ống carbon và một loạt các giải pháp khác. Ông cho rằng thế giới chắc chắn sẽ tồn tại ngay cả khi máy tính ngày nay không trở nên mạnh hơn, nhưng phát triển máy tính hiệu quả hơn sẽ có những tác động môi trường rõ rệt. □
Ngô Hà dịch
Nguồn: https://techxplore.com/news/2019-08-brains.html