Energieffektiv brikke er et steg nærmere å beregne som menneskehjernen

I flere tiår har forskere undret seg over hvordan vår biologiske hjerne kan utføre milliarder av «beregninger» med ekstremt lavt energiforbruk sammenlignet med tradisjonelle datasystemer basert på GPU- eller CPU-brikker.

En menneskehjerne bruker bare rundt 20 watt når den arbeider, mens et moderne grafikkort, for eksempel et Nvidia 3090, bruker 650 watt når det går for fullt.

Hjernen er imidlertid i stand til å utføre en milliard ganger flere beregninger enn de 36 teraflops (10^12 operasjoner per sekund) som grafikkortet kan utføre.

KI sluker strøm

Grafikkort finnes allerede i milliontall i verdens datasentre, som er ryggraden i utrullingen av KI.

Denne utviklingen har ført til en enorm økning i energiforbruket til KI-systemer. Nederlandske forskere har beregnet at det årlige forbruket til KI globalt vil ligge på mellom 85 og 135 TWh i 2027, noe som tilsvarer mellom 2,5 og 3,5 ganger Danmarks strømforbruk i 2023.

Derfor prøver forskere å finne alternativer til dagens brikkesystemer. Et av disse systemene kalles «neuromorphic computing» og har som mål å simulere den biologiske hjernens funksjoner, der nevroner sender signaler til hverandre via synapser.

Forskere fra Sandia National Laboratories i New Mexico, USA, har nå bygget verdens største system av denne typen. Det heter Hala Point og består av 1152 prosessorer fra Intel. Det tar ikke mer plass enn en vanlig flyttekasse.

Hjerne som en liten ape

Selve prosessoren i Hala Point er fra Intel og heter Loihi 2. Den ble introdusert i 2021 og består av 2,3 milliarder transistorer på et areal på bare 31 mm². De mange transistorene brukes til å bygge en modell av menneskehjernen med 1.048.576 nevroner forbundet med 120 millioner synapser.

– Kostnadene for dagens KI-modeller øker i et tempo som ikke er bærekraftig. Bransjen trenger en helt ny tilnærming. Derfor har vi utviklet Hala Point, som kombinerer dyp læring med nye optimerings- og læringsmetoder inspirert av hjernen, sier Mike Davies, direktør for Neuromorphic Computing Lab ved Intel Labs.

Med Hala Point – som består av 1152 Loihi-brikker – er det mulig å simulere funksjonen til en hjerne med 1,15 milliarder nevroner forbundet med 128 milliarder synapser. Ifølge forskerne tilsvarer dette hjernen til en ugle eller en liten ape.

Hala Point kan utføre opptil 20 billiarder (10^15) operasjoner i sekundet med et energiforbruk på 2600 watt.

Det forventes at Hala Point nå vil bli brukt til grunnforskning og forskning på militære systemer, i tillegg til å bli tilbudt kommersielle selskaper.

Artikkelen ble først publisert på Ingeniøren.dk.