Первым, что встречал вступающий в жизнь ребёнок, издревле были игрушки. Лошадки и куколки формировали его нейросети, уча визуально и тактильно распознавать образы и манипулировать объектами. Мир натурных, физических моделей готовил маленького человека к восприятию мира большого. И интересно, что тем же самым путём идёт глобальный разработчик мобильных кристаллов фирма Qualcomm, тестируя микросхемы принципиально новой архитектуры…

Вообще, тестирование, о котором рассказывается в статье Neuromorphic Chips, в высшей степени отражает суть нынешней цивилизационной эпохи. Хотите — называйте её информационной, хотите — постиндустриальной. И вот для тестирования робота размерами с мопса в лабораториях Qualcomm используется набор игрушек, порождённых американской коммерческой мифологией, — фигурки Капитана Америка и Человека-Паука; изначально комиксные, воплощённые Голливудом, они ныне вводят в реальный мир роботов с нейрочипами.

Нейрокристаллами ныне занялись практики, такие как CEO Qualcomm Стив Молленкопф (Steve Mollenkopf)…
Нейрокристаллами ныне занялись практики, такие как CEO Qualcomm Стив Молленкопф (Steve Mollenkopf).

Робот, занимающийся тем, что раскладывает игрушки в том или ином порядке, сам игрушкой не является. Он испытатель новой технологии, более критичной и прорывной, чем породивший современные турбины эолипил Герона Александрийского. Без турбин, в конце концов, можно обойтись: вон Крым какое-то время снабжали энергией с аварийных дизелей, а десантники проходят первичную парашютную подготовку, прыгая с Ан-2 с поршневым двигателем. А вот альтернативы головному мозгу — нет. Это единственная технология, сделавшая человека властелином планеты…

И технология эта очень скверно переносится на процессоры традиционной фоннеймановской архитектуры. Смартфон в кармане превосходит по мощности настольный компьютер середины «нулевых»; ну а уж те ламповые машины, на которых рассчитывались первые ядерные бомбы, он обгоняет порядков на шесть… Но — только при исполнении большого объёма последовательных вычислений: оптимизирован он только для них.

А вот в реальном мире быстровычисляющий и энергопотребляющий кремниевый мозг ориентируется хуже не только животных, но даже и насекомых. Знаменитый cat detector от Google требовал работы шестнадцати тысяч мощных серверов для того, чтобы выделить в изображении кошачью мордочку. Довольно расточительно, не правда ли? И решать такие задачи «в лобовую», наращивая все новые и новые «последовательные» мощности, смысла нет: дорого, энергоёмко, да и маячат физические ограничения…

Как кристаллы соотносятся с нейронами…
Как кристаллы соотносятся с нейронами.

Поэтому был неизбежен переход на новые архитектуры — так называемые нейрочипы со сверхвысоким параллелизмом. Задачи на них выполняет не программа, распараллеливающая часть вычислений между ядрами, а полноценная нейронная сеть, не программируемая, а обучаемая. Идея их создания была высказана ещё в 1990-м году заслуженным профессором Калифорнийского технологического Карвером Мидом (Carver Mead), ну а за реализацию взялись практики из Qualcomm.

Дела у этой корпорации идут очень хорошо, отражая постоянно растущую роль смартфонов и планшетов в мире ИТ. По рыночной капитализации Qualcomm обгоняет Intel. Прекрасно показала себя модель бизнеса, основывающаяся на лицензировании архитектур мобильных кристаллов для самых различных приложений. Но успехи везде, в том числе и в мире бизнеса, чреваты грядущими поражениями. По очень простой причине: императивом рыночной экономики является расширенное воспроизводство. Завтра нужно обязательно продавать больше, чем сегодня…

Обратите внимание: дефляция, падение цен на потребительские товары, пугает европейских политиков сильнее, чем инфляция. Так уж устроена современная экономика. И перспектива насыщения рынка смартфонов и планшетов (ну хороши они, даже конструктив стал водонепроницаемым, и разрешение экрана достигло реально требуемых пределов, так что расти неясно куда, достоинства новых моделей находят лишь задобренные халявным ланчем обозреватели) не может не пугать руководителей серьёзной компании.

И грядущие проблемы лучше решать до того, как они отразятся на сухих, но неумолимых, как Фатум классической древности, цифрах финансовой отчётности. Таким путём и идёт Qualcomm. Ныне в их кристаллы для смартфонов Snapdragon встроены графические процессоры весьма высокой производительности, делающие чипы очень привлекательными для производителей мобильных телефонов и прочих планшетов. Ну а на следующем этапе развития технологий к графическим подсистемам будет добавлена и кремниевая нейросеть.

Она решает прежде всего самые типичные для смартфонов задачи. Скажем, распознавание речи: опять таки аудитории «Компьютерры» нет нужды напоминать о том, сколько внешних процессорных мощностей задействует для своего функционирования говорушка Siri. А тут появляется — пока в перспективе — возможность вести беседу со смартфоном, работающим в автономном режиме, реализовать систему распознавания речи на нём самом (что, вероятно, избавит население от последних рудиментов орфографии).

Ещё одна весьма практичная тема — идентификация смартфоном своего владельца. Чем «умнее» становятся мобильные устройства, тем больший ущерб могут нанести и их утрата, и их несанкционированное использование. Поэтому «гвоздём» рекламных компаний тех или иных гаджетов все чаще являются системы их защиты и идентификации. А придание смартфону возможности визуально узнавать хозяина сразу станет весомым козырем в конкурентной борьбе.

И огромные массивы фотографий и видеороликов, снятые смартфонами, наконец-то окажутся упорядоченными. Скажешь смартфону: найти все фото с котятами — он это и выполнит. Скажешь: найти фото только со своим котиком — и это исполнит. Огромное конкурентное преимущество. Правда, до его реализации ждать надо следующего года: 2014-й уйдёт на тестирование.

Ну и то, что тестируется нейрокристалл от Qualcomm на роботах, хоть и на маленьких и очень смахивающих на игрушки, дело в высшей степени важное. Мы не раз писали, что рынок «интернета вещей» куда более ёмок и перспективен, чем рынок «интернета людей». Нейрочипы, способные куда лучше, чем нынешние «последовательные» процессоры, ориентироваться в окружающем мире, прекрасно приживутся во множестве устройств — начиная хотя бы с робота-пылесоса нового поколения, чрезвычайно полезного устройства.

В потребительском секторе спрос на такие кристаллы и системы на их базе обеспечат роботизированные автомобили, оборудование «умных домов»… Ну а в секторе производственном они будут находить своё применение во все большем количестве приходящих в заводские цеха и на склады логистических и торговых компаний роботов. Для которых способность к распознаванию образов и прокладыванию траекторий в реальном мире предельно важна.

Один из вариантов синаптической сети от DARPA.
Один из вариантов синаптической сети от DARPA.

Ну и не будем забывать о таком щедром учреждении, как DARPA: ведущие игроки рынка нейроморфных кристаллов, такие IBM Research и HRL Laboratories, работают по его стомиллионному проекту развитию нейросетей. Понятно, какого назначения: в HRL Laboratories этим летом приступают к тестированию летающего дрона размером с птичку. Управлять им, автономно ориентируясь в интерьере лабораторных помещений, будет нейрочип.

Стоит привести слова Мэтью Гроба (Matthew Grob), главного инженера Qualcomm: «Мы размываем границу между кремнием и биологическими системами». Как бы фантастически это ни звучало, но это действительно так! Нейроморфные микросхемы, построенные на таких же принципах, на которых работает человеческий мозг, уже созрели для коммерческого применения; это то, на чём в ближайшее время будет зарабатывать ИТ-отрасль!