Έρχεται ο πρώτος υπερυπολογιστής σε κλίμακα ανθρώπινου εγκεφάλου

Τον τελευταίο καιρό ακούμε όλο και περισσότερο για την τεχνητή νοημοσύνη, τα υπολογιστικά συστήματα τα οποία έχουν την ικανότητα να επιδεικνύουν ευφυία και αντιδράσεις σε ανθρώπινο επίπεδο. Κι όμως, η πραγματικότητα είναι διαφορετική. Η νοημοσύνη ενός οποιουδήποτε τέτοιου συστήματος απέχει ακόμη έτη φωτός από το πραγματικό “ανθρώπινο επίπεδο”. Μπορεί το ChatGPT να αποκρίνεται σε ένα επίπεδο το οποίο πλησιάζει το ανθρώπινο, αλλά μπορεί να κάνει αποκλειστικά και μόνο αυτό. Το DALL-E ή το Stable Diffusion μπορεί να καταφέρνουν να κατασκευάζουν εικόνες τα οποία να ταιριάζουν με τις εντολές του χρήστη, αλλά μπορούν να κάνουν μόνο αυτό. Ακόμη και τα πιο προηγμένα συστήματα οδήγησης μέσω τεχνητής νοημοσύνης, ίσως καταφέρνουν να οδηγούν ένα όχημα (υπό συγκεκριμένες συνθήκες) καλύτερα και πιο γρήγορα από έναν άνθρωπο, αλλά δεν κάνουν κάτι άλλο.

Η λεπτομέρεια που κάνει τη διαφορά είναι στο ότι τα συστήματα AI κάνουν μόνο ένα πράγμα. Το ChatGPT δε μπορεί να ζωγραφίσει, ούτε να οδηγήσει αυτοκίνητο, ούτε και να παίξει σκάκι. Το DALL-E δε μπορεί να απαντήσει σε προφορικό λόγο. Το AI οδήγησης δε μπορεί ούτε να απαντήσει, ούτε να ζωγραφίσει. Ένας άνθρωπος, όμως, μπορεί να μάθει να τα κάνει όλα! Αυτή είναι η θεμελιώδης διαφορά. Η τεχνολογία της τεχνητής νοημοσύνης βρίσκεται ακόμη πολύ μακριά από την επίτευξη της επονομαζόμενης “Γενικής Τεχνητής Νοημοσύνης”, η οποία θα μοιάζει με την ανθρώπινη.

Τώρα, όμως, ερευνητές από το Western Sidney University της Αυστραλίας σχεδίασαν και ετοιμάζονται να κατασκευάσουν έναν υπερυπολογιστή, ο οποίος είναι σχεδιασμένος έτσι ώστε να αντιγράφει τον τρόπο λειτουργίας του ανθρώπινου εγκεφάλου. Ο ανθρώπινος εγκέφαλος εκτιμάται πως λειτουργεί χοντρικά στο 1 exaFLOP, δηλαδή 1 τετράκις εκατομμύριο εντολές το δευτερόλεπτο, κάτι που, στα σημερινά επίπεδα τεχνολογίας, μπορούν να επιτύχουν μονάχα ελάχιστοι υπερυπολογιστές. Για να γίνει εξομοίωση της ανθρώπινης ευφυίας, όμως, δεν αρκεί η “ωμή” επεξεργαστική ισχύς. Χρειάζεται και η αντίστοιχη αρχιτεκτονική, αλλιώς η επεξεργαστική ισχύς θα πρέπει να είναι πολύ μεγαλύτερη για κάτι τέτοιο. Η σχεδίαση των Αυστραλών επιστημόνων κάνει ακριβώς αυτό: η νευρομορφική σχεδίαση είναι αυτή που απαιτείται ώστε η επεξεργαστική ισχύς να αξιοποιείται για να εξομοιώσει τα περίπου 228 τρισεκατομμύρια συναπτικές διεργασίες που ο ανθρώπινος εγκέφαλος πραγματοποιεί κάθε δευτερόλεπτο.

Η σημασία του νέου supercomputer είναι μεγάλη, καθώς η τεχνολογία AI εξαπλώνεται και σε λίγο καιρό θα υπάρχει παντού. Το πρόβλημα είναι πως η κατανάλωση ενέργειας των συστημάτων τεχνητής νοημοσύνης είναι τεράστια. Μόνο οι servers τεχνητής νοημοσύνης της Nvidia καταναλώνουν ενέργεια περισσότερη από πολλά μικρά κράτη! Κι όμως, η φύση έχει λύσει αυτό το πρόβλημα εδώ και δισεκατομμύρια χρόνια: ο εγκέφαλος (όχι μόνο ο ανθρώπινος) λειτουργεί με τεράστια αποδοτικότητα, μπορεί να μάθει από ελάχιστα δεδομένα, εκτελεί δισεκατομμύρια δισεκατομμυρίων διεργασιών το δευτερόλεπτο, κι όλα αυτά καταναλώνοντας μόλις 20 Watt ισχύος! Το να μάθουμε κι εμείς να κατασκευάζουμε υπολογιστές με τέτοια αποδοτικότητα, μπορεί να ανοίξει τεράστιες οδούς για την τεχνολογική πρόοδο ολόκληρης της ανθρωπότητας.

Το σύστημα των Αυστραλών βασίζεται στην τεχνολογία του νευρομορφισμού, με τους υπολογιστές αυτούς να αποτελούνται από πολύπλοκα δίκτυα βασικών επεξεργαστών, οι οποίοι αναλαμβάνουν το ρόλο των νευρώνων και των συνάψεων. Οι υπολογισμοί που εκτελεί ο κάθε επεξεργαστής είναι απλοί, ενώ η κατανάλωση πολύ χαμηλή. Οι ερευνητές του WSU δεν έχουν αποκαλύψει το hardware πάνω στο οποίο θα βασίζεται ο νέος supercomputer, εκτός από το ότι θα χρησιμοποιεί FPGAs (Field-Programmable Gate Arrays), ένα είδος προγραμματιζόμενων ολοκληρωμένων, για την επικοινωνία μεταξύ των τμημάτων του, κάτι που θα του επιτρέπει και να επαναπρογραμματιστεί, πιθανώς και εν λειτουργία. Είπαν, όμως, τι δεν θα έχει: δεν θα βασίζεται σε παραδοσιακές CPUs και GPUs γιατί, όπως ανέφεραν, είναι απλά “πολύ αργοί” για αυτού του είδους τις εργασίες.

Ο DeepSouth αναμένεται να ξεκινήσει τη λειτουργία του τον ερχόμενο Απρίλιο, και οι ερευνητές που τον κατασκεύασαν θέλουν να σπάσουν πολλά ρεκόρ επεξεργασίας δεδομένων με αυτόν, αλλά και ρεκόρ μικρού μεγέθους και χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας. Στα μεγάλα ατού του DeepSouth προσθέστε το ότι χρησιμοποιεί εξαρτήματα ευρέως διαθέσιμα – και όχι ειδικά σχεδιασμένους και κατασκευασμένους επεξεργαστές – ενώ είναι αρθρωτός και επεκτάσιμος! Αν όλα πάνε καλά, τον Απρίλιο μπορεί να έχουμε το πρώτο μεγάλο άλμα στην προσέγγιση της Γενικής Τεχνητής Νοημοσύνης – αλλά απέχουμε ακόμη χρόνια μέχρι να αρχίσουμε να πλησιάζουμε το επίτευγμα της φύσης. Ο DeepSouth είναι υπερυπολογιστής που καταλαμβάνει αρκετά τετραγωνικά μέτρα, ζυγίζει αρκετούς τόνους, και θα καταναλώνει πολλά kiloWatt ηλεκτρικής ισχύος, για να εξομοιώσει τη λειτουργία του ανθρώπινου εγκεφάλου, ο οποίος δεν καταλαμβάνει ούτε το 1/20 του τετραγωνικού μέτρου, ζυγίζει περίπου 1,5 κιλό, και καταναλώνει λιγότερα από 20 Watt. Τουλάχιστον, όμως, θα μπορούμε να πλησιάσουμε τη λειτουργία του, για πρώτη φορά!