Yapay zeka, en azından şimdilik aslında iki yüzlü bir canavar gibi. Çıktı olarak inanılmaz şeyler üretebilse de bunu yapabilmek için benzeri görülmemiş miktarda enerji tüketiyor. Davranış izleme, yüz tanıma yazılımı veya canlı nesne takibi gibi yapay zeka uygulamalarını gerçek zamanlı olarak çalıştırmak için daha hızlı ve daha doğru çıkarımlara sahip bir bilgi işlem sistemi gerekiyor. İhtiyaçlar arttıkça da haliyle bilgi işlem sisteminin gereksinimleri de artıyor. Dolayısıyla bu kısır döngüden çıkmak için yapay zeka odaklı bir çip gerekiyor. IBM’deki bilim insanları ise beyinden ilham alarak NorthPole adındaki yapay zeka işlemcisini üretti. Beyinden ilham alan bu bilgisayar çipi, yapay zeka destekli görüntü tanıma işlemlerini benzer ticari çiplerden 22 kat daha hızlı yapıyor. Üstelik IBM NorthPole çipi, aynı zamanda 25 kat daha fazla enerji verimli.
70 yıllık tarihi sorun
Büyük miktarda verinin hesaplama ve bellek arasında taşınması sorunu, ilk elektronik bilgisayarlardan biri olan EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer) ile hayatımıza girdi. Sistemin hesaplama ve bellek birimleri farklı teknolojilere dayanıyordu ve zorunluluk gereği ayrı ayrı çalıştırılmaları gerekiyordu. Bu sorun bugün bile devam etmekte. Aslında bu sorunun resmi bir adı bile var: Von Neumann darboğazı. Adını bilgisayar öncüsü John von Neumann’dan alan bu olgu, teknoloji ilerledikçe büyüyen bir sorundur. İşlemci hızlarının armasıyla oluşan bu sorun, temelde belleğe göre daha hızlı olan işlemciden kaynaklanıyor. Bu temel sorunu çözmek için bilim insanları, beyinden esinlenerek bilgi işlem ve yarı iletken teknolojisinin kesiştiği noktada yer alan mimari bir yeniliğe imza attılar. NorthPole adı verilen bu mimari, tek bir çip üzerinde bilgi işlem ile belleği iç içe geçirdiği için daha az enerji tüketiyor ve verileri verimli bir şekilde işleyebiliyor. IBM daha önce bu fikre dayanan TrueNorth adında bir çip üretmişti. Ancak NorthPole bu teknolojiyi çağdaş bilgisayarlarda kullanılan silikon çip teknolojisiyle uyumlu bir dijital mimariye dönüştürüyor.
IBM’in tarihi buluşu
Araştırmacılar NorthPole’u yaratırken özellikle üç faktörden etkilendiler. Birincisi, beyinden esinlenen ve daha az karmaşık yapılarla uygulanabilen sinirsel çıkarım. İkincisi, her 10 yılda bir çip üzerindeki transistör sayısının iki katına çıktığını belirten Moore Yasası. Üçüncüsü ise yapay zekanın sürdürülemez bir teknoloji haline gelmesini engellemek. IBM Research’ten Dharmendra Modha, “Bu, bilgisayar mimarisine yeni bir bakış açısı ekliyor” diyor. Modha ve meslektaşları NorthPole’u iç içe geçmiş bilgi işlem çekirdekleri ve bellek bloklarından oluşan 2 boyutlu bir dizi olarak tasarladılar. Yeni çipin dijital mimarisi, her bir bilgi işlem çekirdeğinin yani işlemci çekirdeğinin, uzak bellek bloklarına onlar sanki komşu bellek bloklarıymış gibi kolay erişmesini sağlıyor.
Ayrıca NorthPole, transistör yoğunluğu konusunda da diğer çip mimarilerinden daha iyi performans sunuyor. Çip, 22 milyar transistörü ve 256 çekirdeği sadece 800 milimetrekarelik bir alana sığdırıyor. Bununla birlikte çipin, yapay zeka süreçlerini çalıştırmak için özel olarak tasarlanmış olmasının bir bedeli var. NorthPole, örneğin yapay zeka eğitimi gibi diğer görevleri yerine getiremiyor ve daha büyük yapay zeka modellerini de kolayca çalıştıramıyor. Ancak Modha’nın ekibi, birden fazla NorthPole çipinin büyük dil modelleri üzerinde nasıl performans sergileyeceğini merak ediyor. Araştırmacılar, “her biri beyindeki bir bölgeyi temsil eden, beyin benzeri uzun mesafeli yollarla birbirine bağlanan ve tensörler aracılığıyla iletişim kuran büyük bir NorthPole çip ağı tasarlamak artık mümkün” diyor. Öte yandan NorthPole’un ticarileştirilmesi pek olası değil. Ancak bu karanlığa tutulan bir el feneri ışığı görevi görecektir.