Nyt projekt skal revolutionere computere ved at gøre dem "hjerne-agtige"

I årtier er computeres regnekraft vokset eksponentielt, men den teknologi, der ligger bag regnekraften, nærmer sig nu en flaskehals: Den kræver simpelthen for meget strøm.

14.12.2017 | Jesper Bruun

"Med dette projekt har vi påbegyndt en rejse mod en prototype på et kognitivt computersystem," lyder det fra Farshad Moradi, lektor på Institut for Ingeniørvidenskab, Aarhus Universitet.

I marts 2017 kunne den regionale tv-station TV Midtvest rapportere, at Apples nye datacenter, når det står klar lidt udenfor Viborg, vil forbruge, hvad der svarer til tre procent af Danmarks samlede energiforbrug.

Tre procent for ét eneste datacenter - alt sammen for at holde servere kørende og køle dem ned. Det er et enormt energiforbrug. Og faktisk er behovet for energi til moderne computerkraft så stort, at det er ved at udvikle sig til en flaskehals i udviklingen af ny hardware. Computere bruger simpelthen for meget strøm, fordi de bliver varme, når man bruger dem.

Forestil dig for et øjeblik, at computere i stedet fungerede ligesom den menneskelige hjerne. Hvis vores hjerner blev varme af at tænke, ville vi have et alvorligt problem – for blot en ganske lille temperaturændring i hjernen har kolossale og meget hurtigt endog fatale følger. Alligevel kan vores hjerner kapere monumentale beregningsopgaver, uden at vi overhovedet får det mindste sved på panden.

Der ligger således et kæmpe potentiale i at bygge computere, der virker på samme måder som hjernen, og det er faktisk lige præcist, hvad et team af ingeniører fra Institut for Ingeniørvidenskab ved Aarhus Universitet arbejder på. Projektet, som hedder Photon-NeuroCom, skal imitere en menneskehjerne, som modsat moderne, digitale computere virker analogt:

"Når det kommer til billedbehandling, er den menneskelige hjerne i dag enhver supercomputer langt overlegen med hensyn til energieffektivitet," siger lektor Farshad Moradi ved Institut for Ingeniørvidenskab, som leder projektet, og kommer med et eksempel:

"Har man først mødt en person, kan man let identificere den samme person igen ud af en stor skare af mennesker – uden at det udmatter os. Man kan sige, at den pågældende person er blevet indprentet på hukommelsen, og det koster ikke meget energi at genkende ham. For en computer er den samme opgave langt, langt mere energitung. Computeren skal behandle og kategorisere hvert eneste træk på samtlige ansigter i skaren af mennesker for at identificere personen. Den udfører med andre ord enormt meget spildt arbejde, fordi den skal behandle hvert enkelt objekt," siger han.

Derfor er der kæmpe forskel mellem hjernens energiforbrug og forbruget af blot en enkelt computer. Og eftersom en meget stor del af internettet netop omhandler billed- og videobehandling, er der et ekstremt stort potentiale i at spare energi på et globalt plan, hvis computere var mere "hjerne-agtige".

"Hvis vi kan løse problemet med energiforbruget, der i dag er nødvendigt til billed- og videobehandling, ved at udvikle ny hardware med en helt anden energitæthed end i dag, er vi godt på vej med næste generations energieffektive, hjernelignende computer," siger Farshad Moradi og fortsætter:

"Der er nødt til at ske noget. Den moderne måde at bygge computere på vil ikke fungere i fremtiden, fordi energiforbruget i forbindelse med eksempelvis den voldsomt voksende big data-industri simpelthen bliver for stort. Med dette projekt har vi påbegyndt en rejse mod en prototype på et kognitivt computersystem, der bruger ekstremt energieffektive enheder, såkaldte spintronic nano-oscillatorer, som substitut for neuroner i fremtidens hjerne-computer."


Om projektet

Titel: PHOTON-NeuroCom
Partnere: Aarhus Universitet og CEA/SpinTEC
Budget: 1,58 mio. kr.
 

Kontakt

Lektor Farshad Moradi
Mail: moradi@eng.au.dk
Tlf.: 41893344

Postdoc Hooman Farkhani
Mail: farkhani@eng.au.dk

AU Engineering