Quello dei chip neuromorfici è un ambito di studio che negli ultimi anni ci ha mostrato nuove interessanti evoluzioni dal punto di vista dell’hardware; si tratta di microprocessori che imitano il funzionamento del cervello biologico e quindi potrebbero rappresentare la grande svolta per portare i computer a comprendere l’ambiente circostante (una delle enormi sfide affrontate nell’ultimo decennio dagli scienziati che si occupano di Intelligenza Artificiale).
In quest’ambito Intel sta dimostrando una grande forza sia nell’ambito della ricerca “pura” sia dal punto di vista della sperimentazione pratica e dello sviluppo. Non è infatti un mistero che la multinazionale americana collabori da tempo con il professor Carver Mead del CalTech (California Institute of Technology) per la realizzazione di sistemi tecnologici in grado di imitare il cervello umano.
Obiettivo raggiunto (dopo una fase di sviluppo del chip che è durata 6 anni), come annunciato dalla stessa Intel che poche settimane fa ha mostrato al pubblico Loihi, il suo primo chip neuromorfico ad auto-apprendimento che imita il funzionamento del cervello umano imparando il corretto comportamento sulla base di iterazioni con l’ambiente circostante.
Loihi contiene al suo interno 130mila neuroni e 130 milioni di sinapsi che gli permettono di apprendere in tempo reale, sulla base dei feedback ricevuti dall’ambiente. In questo momento il chip è ancora nell’ambito della ricerca ma gli scienziati hanno già potuto dimostrare che l’apprendimento ha un tasso di miglioramento di 1 milione di volte superiore rispetto ad altre reti neurali convenzionali ed utilizza algoritmi di Deep Learning richiedendo molte meno risorse per lo stesso compito rispetto alle reti più tradizionali (realizzato con la tecnologia di processo da 14 nm di Intel, il chip è fino a 1.000 volte più efficiente dal punto di vista energetico rispetto ai chip ordinari).
Si chiama Nervana il futuro delle reti neurali
Se il chip neuromorfico Loihi e quello per il quantum computing di casa Intel sono nell’alveo della ricerca sperimentale, la storia attuale dell’evoluzione delle reti neurali artificiali ci porta a Nervana, il primo Neural Network Processor (NNP) di Intel disponibile tra pochissime settimane.
Stiamo parlando di un processore super potente sviluppato appositamente per applicazioni nell’ambito dell’Intelligenza Artificiale realizzato tenendo conto di interconnessioni ad alta velocità sia all’interno che verso l’esterno. Nervana è infatti un circuito integrato (ASIC – Application Specific Integrated Circuit) specifico per l’esecuzione di algoritmi di apprendimento profondo (Deep Learning).
Per la realizzazione di Nervana, Intel ha collaborato (e sta continuando a farlo) con Facebook e sta lavorando allo sviluppo di più generazioni di prodotti con l’obiettivo di fornire prestazioni ancora più elevate che consentono nuovi livelli di scalabilità per i modelli Intelligenza Artificiale. L’idea di Intel è poter raggiungere l’obiettivo delle prestazioni per l’IA 100 volte superiori entro il 2020 lavorando anche nell’ottica di un rimodellamento dell’architettura: in Nervana per esempio è stata eliminata la cache che tipicamente è prevista sulle Cpu (per gestire la memoria in chip viene invece impiegato un software speciale per l’algoritmo).
Nervana è un chip che privilegia la scalabilità e il parallelismo numerico e Intel promette un robusto trasferimento bidirezionale e livelli di trasmissione più elevati (utilizzando un formato numerico proprietario chiamato Flexpoint). Il tutto riducendo la dimensione del circuito: il team che lavora al progetto è stato in grado di sovraccaricare il parallelismo riducendo la potenza per calcolo.
Dove vedremo presto all’opera Nervana
A detta del numero uno di Intel, il Ceo Brian Krzanich, utilizzando la tecnologia Intel Nervana le aziende saranno in grado di sviluppare interamente nuove classi di applicazioni di Intelligenza Artificiale che massimizzano la quantità di dati elaborati e consentono ai clienti di trovare maggiori intuizioni per il proprio buisness.
Questi gli ambiti di applicazione iniziali di Intel Nervana:
– cure sanitarie: l’Intelligenza Artificiale consentirà una diagnosi precoce e una maggiore precisione, anche nella ricerca sul cancro e nella cura dei tumori, sulle malattie rare, sulla malattia di Parkinson, su altri disturbi cerebrali;
– social media: i brand saranno in grado di garantire un’esperienza personalizzata agli utenti e di offrire una più efficace distribuzione dei contenuti e delle campagne raggiungendo target mirati e realmente interessati;
– automotive: l’apprendimento autonomo e accelerato fornito dalla nuova architettura Intel Nervava segna un importante passo in avanti per portare definitivamente su strada i veicoli autonomi;
– meteo: considerando i dati immensi necessari per comprendere il movimento e la velocità del vento, le temperature dell’acqua e altri fattori, avere un processore che sfrutta meglio gli input dei dati potrebbe migliorare le previsioni su come i cambiamenti climatici “sottili” (quelli minimi di cui oggi è difficile tenere conto), per esempio, possono influire sull’aumento degli uragani in diverse aree geografiche, permettendo quindi di intervenire preventivamente.
