Pierwszy procesor probabilistyczny
Niemal od samego początku rozwój komputerów i informatyki opiera się na cyfrowej logice binarnej. Wyjątki są bardzo nieliczne: słynny ENIAC działał w systemie dziesiętnym (ale też cyfrowym), w połowie XX wieku przez pewien czas korzystano z liczących maszyn analogowych. Te epizody są już dawno jednak zapomniane i dziś dominuje sztywna i jednoznaczna logika binarna. Nawet procesy i obliczenia analogowe, rachunek prawdopodobieństwa są dziś jedynie symulowane. Tak samo szum, dane losowe - są liczone przez dwójkowe algorytmy.
Być może już niedługo zamiast symulować, będzie można obliczenia statystyczne i rachunek prawdopodobieństwa wykonywać bezpośrednio. Powstała właśnie firma, Lyric Semiconductor, stworzyła procesor całkiem nowego typu: probabilistyczny. Stany na jego wejściach, wyjściach i bramkach reprezentują nie logiczne 0 i 1, ale ich prawdopodobieństwo. Binarne bramki logiczne zastąpione są tzw. bramkami bayesowskimi. Jak mówi pomysłodawca i założyciel firmy, Ben Vigoda, trzeba było zaczynać całkowicie od zera. Podstawą teoretyczną były jego badania przeprowadzone podczas pisania pracy doktorskiej. Opracowanie podstaw tworzenia takich układów scalonych trwało w tajemnicy od 2006 roku.
Pierwszy w pełni programowalny probabilistyczny procesor ma się pojawić za trzy lata, ale już teraz Lyric Semiconductor ma gotowy pierwszy produkt: chip dokonujący korekcji błędów. W porównaniu z wykonującym takie same funkcje układem binarnym, nowy układ jest 30 razy mniejszy i potrzebuje 12 razy mniej prądu. Chociaż jego działanie opiera się na całkowicie innych zasadach, będzie mógł być łączony ze zwykłą elektroniką, choć może być to pewnym wyzwaniem dla inżynierów.
Korekcja błędów jest powszechnie stosowana, więc pole zastosowań jest nieograniczone. W miarę wzrostu pamięci masowych i przepustowości łącza, rośnie ryzyko przekłamań, przypadkowych zmian bitów z zera na jedynkę, lub odwrotnie. Aby temu zapobiec stosuje się dane kontrolne, które pozwalają odtworzyć poprawną wartość. Do tego potrzebne są jednak spore, statystyczne obliczenia, które procesor Bena Vigody wykonuje sprawniej i szybciej. Jeśli jego wartość potwierdzi się komercyjnie, bez wątpienia znajdzie się on w pamięciach masowych: twardych dyskach, układach pamięci flash, napędach optycznych, w elektronice systemów transmisyjnych: ruterów, modemów, kart sieciowych, itd.
W pełni programowalny procesor będzie nieoceniony w procesach szyfrowania i deszyfrowania, obróbce danych (np. odszumianie), procesach sztucznej inteligencji (rozpoznawanie obrazów, rozumienie mowy przez komputer). Proponowanie nowych znajomych na Facebooku, sugerowanie stron w wyszukiwarce, filtrowanie spamu w poczcie elektronicznej, rekomendacje produktów w sklepach internetowych - tu wszędzie wykonywane są obliczenia probabilistyczne. Nowy układ ma więc szansę zrewolucjonizować elektronikę.
Pojawiały się co prawda niedawno koncepcje procesorów odrzucających pełną jednoznaczność obliczeń i pozwalających na czynnik losowy podczas niektórych typów obliczeń, gdzie stuprocentowa dokładność nie jest konieczna (np. dekodowanie dźwięku i obrazu), ale w porównaniu z dziełem Vigody to były zaledwie ćwierćśrodki.
Prace nad powstaniem probablilistycznego układu częściowo finansowała DARPA (U.S. Defense Advanced Research Projects Agency - agencja badawcza Departamentu Obrony USA).
Komentarze (13)
dekon0, 18 sierpnia 2010, 19:20
Z tego artykułu nie wynika w jakim systemie pracuje procesor ,czyżby to była jakaś tajemnica ,czy może wyjścia nóżek to węzły gałęzi drzew probabilistycznych lub coś w tym stylu?
W każdym razie jakaś część procka musi być cyfrowa, jeśli mamy mówić o współpracy ze współczesną elektr.cyfrową.
Czyli jest to układ specjalizowany ,co oznacza ,że będzie pracował jako układ dodatkowy do obliczen statystycznych dla głównego procesora, patrząc na mały rozmiar i pobieraną moc.
Jurgi, 19 sierpnia 2010, 13:11
Mimo dość długaśnego tekstu nie zdradzono żadnych szczegółów na temat tego procesora. Może tajemnica.
krzabr, 22 sierpnia 2010, 21:43
Tradycyjne pytanie , można to skopiować na osnews ? Zgodnie z zasadami portalu
?
Jurgi, 22 sierpnia 2010, 23:50
W imieniu szefa mogę chyba odpowiedzieć: można, jedyny warunek to odnośnik do źródła (do strony głównej KW) pod tekstem.
krzabr, 23 sierpnia 2010, 16:19
Apropos szczegółów technicznych tego procka to nikt ich nie poda gdyż to kompletnie nowe rozwiązanie na rynku i Lyrics będzie chciał zarobić na patentach .
Jurgi, 23 sierpnia 2010, 18:32
No ale jeśli są patenty, to i tak nikt im technologii tak nie zabierze. Zwłaszcza na podstawie kilku słów, które mogliby powiedzieć o zasadach działania. Bo ja też jestem ciekaw.
krzabr, 24 sierpnia 2010, 12:16
Podejrzewam że za pomocą elementów półprzewodnikowych stworzyli bramki które zamiast algebry boola reprezentują operacje na zbiorach prawdopodobieństwa , do tego zintegrowano koprocesor matematyczny wykonuje już samą część obliczeniową , po wyznaczeniu trasy wykonania rozkazu .
W tym wszystkim jest zastanawiające JAK stworzono bramki Bayentsowskie w zwykłym krzemie , ale tego się dowiemy za dekade
Jurgi, 26 sierpnia 2010, 00:15
Jeśli mają na to patent, to odpowiednia dokumentacja powinna być w biurze patentowym USA. Wydaje mi się, że te dokumenty są również dostępne online.
przykuta, 26 sierpnia 2010, 18:03
A do dalszych kopii z osnews też? Dodałem info o źródle, by nie mieć moralniaka.
http://pl.wikinews.org/wiki/Elektronika:_pierwszy_procesor_probabilistyczny_zaprezentowany_przez_Lyric_Semiconductor
Ale sytuacja jest niejednoznaczna, bo jeśli osnews jest na cc-by, to kopiuję podając autora z osnews i tam link. Jeśli nie ma warunku, że kopiując dalej trzeba też dać autora/link z kopalni wiedzy, to nie trzeba... Puściłem już maila ogólnego do kw - jako autor dysponujesz prawami autorskimi do tekstu, ale żeby nie było niejednoznacznych sytuacji, to wolę wyjaśnić
. Chyba lepiej po prostu oznaczyć tekst licencją kompatybilną z tą na osnews (cc-by 1.0/2.0/2.5/3.0) z dodaniem warunku linku do źródła - skoro kopiować można. Pozdrawiam
Mariusz Błoński, 26 sierpnia 2010, 18:54
http://www.uspto.gov/patents/process/search/index.jsp
Tolo, 27 sierpnia 2010, 10:42
A może sztuczka polega na tym ze procesor jest po porostu analogowy w środku. I obliczenia wykonuje analogowo a na koniec wynik jest digitalizowany.
Jakoś sygnały ze tak powiem ciągle lepiej pasują mi do prawdopodobieństwa. Tak jak sygnały dyskretne do algebry Bool`a.
Jurgi, 30 sierpnia 2010, 10:26
Wyszukiwarka podana przez Mariusza nie chciała nic wypluć na "Lyric Semiconductor", ale przypadiem znalazłem inną i jest patent Lyric Semiconductor: ANALOG COMPUTATION. O ile oceniłem z pobieżnego rzutu okiem, w środku są kondensatory o zmiennej pojemności, ale sterowane cyfrowo. Jeśli ktoś wyrozumie więcej i się podzieli wiedzą w strawnej formie, będę wdzięczny (pewnie nie tylko ja).
Swoją drogą, w początkach ery komputerów komputery analogowe, lub mieszane (analogowo-cyfrowe) były rzeczą normalną, zanim wszystko wzięły tranzystory. Jestem ciekaw, jak się mają tamte technologie do patentu Lyrica.
thikim, 2 maja 2016, 12:05
I pojawił się jakiś? Słyszał ktoś o tym coś nowego?