IBM anuncia chip que simula sinapses cerebrais

Na quinta-feira (8), a IBM revelou um novo chip de
computador projetado para processar a informação de uma forma que simula o
cérebro humano.

Descrito na revista Science, o SyNAPSE (sigla para Systems
of Neuromorphic Adaptive Plastic Scalable Electronics) é um “chip de
computador neurosinaptico”, capaz de processar informações através de uma
rede de 256 milhões de sinapses programáveis ??e um milhão de
“neurônios” que se comunicam através de descargas elétricas, como os
neurônios do cérebro. Esses chips são baseados em uma nova arquitetura de
computação que a IBM chama de TrueNorth.

A TrueNorth diferencia-se da arquitetura de computação tradicional
de Von Neumann, que tem dominado a indústria desde 1946. Em um chip SyNAPSE,
cada núcleo contém memória, cálculo e circuitos de comunicação e é projetado
para processamento paralelo. Isso ajuda a evitar gargalos em projetos
tradicionais de computação que surgem nas conexões.

Esses chips são dirigidos por eventos e não por tempo. Eles
rodam de maneira menos intensa que os outros chips, pois não estão em execução
o tempo todo. Os chips são projetados para trabalhar juntamente com o outro
chip, lado a lado. Dispostos nesta maneira, podem comunicar em paralelo para
criar uma malha de computador tolerante a falhas.

Quando a IBM estreou o protótipo em 2011, o Synapse tinha um
único núcleo. O novo modelo de segunda geração tem 4.096 núcleos neurosinapticos,
mas consome apenas 70mW durante a operação. Isso é centenas a milhares de vezes
menor do que os chips encontrados na maioria dos computadores desktop e laptop
atualmente.

Embalado com 5,4 bilhões de transistores, o SyNAPSE possui
uma densidade de potência de 20 mW/cm2, aproximadamente quatro ordens de
grandeza menor do que os microprocessadores atuais convencionais, afirma a IBM.

A expectativa da IBM é que essa eficiência energética
permita a simulação de um trilhão de sinapses usando apenas 4 kW de potência.
Isso é menos do que os 100 trilhões de sinapses estimadas no cérebro humano,
mas empresa de tecnologia já demonstrou que pode mapear os caminhos em um
cérebro de macaco do gênero Macaca.

“Esses chips inspirados no cérebro poderiam transformar
a mobilidade, através de aplicações sensoriais e inteligentes que podem caber
na palma da mão, mas sem a necessidade de Wi-Fi”, relatou Dharmendra S.
Modha, cientista-chefe de computação inspirada no cérebro da IBM Research, em comunicado.

A IBM enxerga o potencial dos chips SyNAPSE como uma forma
de capturar informações em tempo real, para aplicações que poderiam, por
exemplo, ajudar uma pessoa cega a navegar através de um ambiente cheio de
obstáculos em movimento. A tecnologia também pode ser útil em carros de autoestrada,
ou outros sistemas automatizados que dependem de processamento de grandes
quantidades de dados sensoriais em tempo real.

O chip sinapse é apenas uma parte de um ecossistema maior
projetado para suportar a arquitetura TrueNorth. Para ajudar as pessoas a
entender como escrever código cognitivo passivamente paralelo, a IBM
desenvolveu um simulador chamado Compass; uma especificação do modelo neurônio;
um modelo de programação baseado em blocos de construção chamados de
“corelets”; uma biblioteca de programação corelet; e um programa de
ensino em laboratório.

O projeto do SyNAPSE foi financiado pela Agência de Projetos
de Pesquisa Avançada de Defesa (DARPA), dos Estados Unidos, desde 2008. A
agência já investiu US$ 53 milhões no projeto até o momento. Cornell Tech e
iniLabs também participam da pesquisa.