ซุปเปอร์คอมพิวเตอร์ ใหม่ เก่งเท่าสมองคน! คำนวณ 228 ล้านๆ ครั้ง/วินาที

ซุปเปอร์คอมพิวเตอร์ รุ่นใหม่ เก่งเท่าสมองมนุษย์! คำนวณได้ 228 ล้านล้านครั้งต่อวินาที มาแน่ 2024 นี้!

ซุปเปอร์คอมพิวเตอร์ รุ่นใหม่ล่าสุดที่มีพลังการคำนวณใกล้เคียงสมองมนุษย์เตรียมเปิดใช้งานในปีหน้า มันสามารถคำนวณได้ 228 ล้านล้านครั้งต่อวินาที ซึ่งทีมวิจัยอ้างว่าใช้พลังงานและพื้นที่น้อยกว่าซุปเปอร์คอมพิวเตอร์รุ่นอื่น ๆ อย่างมาก
.
ทีมวิจัยจากศูนย์วิจัยนานาชาติเพื่อระบบนิวโรมอร์ฟิก มหาวิทยาลัยเวสเทิร์นซิดนีย์ (International Center for Neuromorphic Systems หรือ ICNS) ร่วมกับนักวิทยาศาสตร์นานาประเทศส ร้างซุปเปอร์คอมพิวเตอร์ชนิดใหม่ที่เลียนแบบระบบประสาทในสมองของมนุษย์ ในชื่อโครงการ ‘DeepSouth’
.
เนื่องจากสมองของเรานั้นมีพลังงานการคำนวณทางคณิตศาสตร์สูงสุดอยู่ที่ราว ‘เอ็กซาฟล็อป’ (Exaflop หรือ 1 ตามด้วยศูนย์ 18 ตัว) ต่อวินาที แต่กลับใช้พลังงานเพียง 20 วัตต์เท่านั้น แม้หลายคนอาจคิดว่าเราไม่เก่งคณิตศาสตร์เลย แต่จริง ๆ แล้วสมองของเราคำนวณสิ่งเหล่านี้ตลอดเวลา
.
ทุกครั้งที่คุณยกแก้วน้ำ สมองจะทำการคำนวณว่าต้องยื่นแขนออกไปมากเท่าไหร่และต้องใช้แรงยกเท่าไหร่เพื่อไม่ให้น้ำหกออกจากแก้ว และต้องคำนวณมุมองศาเพื่อดื่มน้ำให้ตรงปาก ทั้งหมดนี้เกิดขึ้นในเวลาเสี้ยวของเสี้ยวของเสี้ยวของเสี้ยววินาทีอยู่ในทุกการกระทำ ซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะเกิดการสื่อสารของระบบประสาทราว 228 ล้านล้านครั้งต่อวินาที
.
ทว่า อันที่จริงแล้ว การเปรียบเทียบกระบวนการคิดในสมอง = ระบบการคำนวณของคอมพิวเตอร์ก็ไม่ถูกซะทีเดียว เนื่องจากสมองซับซ้อนกว่ามาก และแม้แต่นักวิทยาศาสตร์ก็ยังไม่เข้าใจอย่างถ่องแท้ (แต่ก็ช่วยเปรียบเทียบให้เห็นภาพได้ชัดเจน) ผู้เชี่ยวชาญจำนวนมากจึงพยายามสร้างการเลียนแบบสมองให้ได้มากที่สุดเพื่อให้ได้พลังการคำนวณต่อพลังงานที่ใช้ไปมีประสิทธิภาพมากที่สุด
.
“ความก้าวหน้าในการทำความเข้าใจวิธีที่สมองคำนวณโดยใช้เซลล์ประสาทนั้นถูกขัดขวาง เนื่องจากเราไม่สามารถจำลองสมองเหมือนเครือข่ายในวงกว้าง” ศาสตราจารย์ แอนเดร ฟาน ไชค์ (André van Schaik) ผู้อำนวยการของศูนย์ ICNS กล่าว
.
พร้อมกับเสริมว่า “การจำลองโครงข่ายประสาทเทียมให้พุ่งสูงขึ้นบนคอมพิวเตอร์มาตราฐานนั้นใช้หน่วยประมวลผลกราฟิก (GPU) และหน่วยประมวลผลกลางแบบมัลติคอร์ (CPU) นั้นช้าเกินไป และใช้พลังงานมาก ระบบของเราจะเปลี่ยนแปลงสิ่งนั้น”
.
ทีมวิจัยอ้างว่าด้วยการใช้วิศวกรรมนิวโรมอร์ฟิก (Neuromorphic) ที่จำลองวิธีการทำงานสมองแบบใหม่ขึ้นมาสามารถทำให้ DeepSouth ประมวลผลข้อมูลมหาศาลได้อย่างรวดเร็ว โดยใช้พลังงานน้อยกว่ามาก และมีขนาดเล็กกว่าซุปเปอร์คอมพิวเตอร์อื่น ๆ อย่างมาก (ยังไม่มีการระบุตัวเลขที่ชัดเจนออกมา)
.
และเนื่องจากมีขนาดเล็ก DeepSouth จึงสามารถปรับขนาดได้ ทำให้สามารถเพิ่มฮาร์ดแวร์ได้มากขึ้นเพื่อสร้างระบบที่ใหญ่ขึ้นไปอีกได้ (เพื่อเพิ่มพลังการคำนวณ) หรือจะลดขนาดลงให้เพื่อใช้งานกับอุปกรณ์พกพาขนาดเล็กก็ได้เช่นกัน
.
นอกจากนี้ ทีมวิจัยยังระบุว่ายังสามารถใช้การ Field Programmable Gate Arrays (FPGA หรือ ชิปอุปกรณ์รูปแบบหนึ่งที่สามารถโปรแกรมลงไปเพื่อกำหนดการเชื่อมต่อ) สร้างการเขียนโปรแกรมฮาร์ดแวร์ขึ้นมาใหม่ ซึ่งจะช่วยเพิ่มโมเดลเซลล์ประสาทใหม่ ๆ รูปแบบการเชื่อมต่อใหม่ ๆ รวมถึงกฎการเรียนรู้ใหม่ ๆ ได้หลากหลายมากขึ้น
.
พวกเขายังเสริมอีกว่า DeepSouth จะไม่ถูกจำกัดด้วยฮาร์ดแวร์ของผู้ผลิต กล่าวคือในระบบนิวโรมอร์ฟิกอื่น ๆ นั้นสร้างขึ้นจากฮาร์ดแวร์ที่ผู้ผลิตนั้น ๆ ออกแบบเอง ซึ่งไม่สามารถนำไปใช้กับระบบอื่น ๆ ได้ อีกทั้งยังมีต้นทุนที่สูง แต่ DeepSouth นั้นจะใช้อะไรก็ได้ ซึ่งทำให้เป็นซุปเปอร์คอมพิวเตอร์ที่หลากหลายยิ่งขึ้น
.
ศาสตราจารย์ ฟาน ไชค์ เสริมว่าในทางปฎิบัติแล้ว สิ่งนี้จะนำไปสู่ความก้าวหน้าในอุปกรณ์อัจฉริยะเช่น โทรศัพท์มือถือ เซ็นเซอร์สำหรับการผลิตพืชผล และทำให้ได้เอไอที่ใช้พลังงานน้อยลงแต่ฉลาดยิ่งขึ้น นอกจากนี้ยังช่วยให้เข้าใจเกี่ยวกับสมองของมนุษย์ทั้งในคนที่มีสุขภาพดีและเป็นโรคมากยิ่งขึ้น
.
“แพลตฟอร์มนี้จะพัฒนาความเข้าใจของเราเกี่ยวกับสมอง และพัฒนาแอปพลิเคชั่นคอมพิวเตอร์ระดับสมองในสาขาที่หลากหลาย รวมถึงการตรวจจับ ชีวการแพทย์ หุ่นยนต์ อวกาศ และแอปพลิเคชั่นขนาดเอไอขนาดใหญ่ ศาสตราจารย์ ฟาน ไชค์ กล่าว
.
ยังคงต้องรอการเปิดใช้งานอย่างเป็นทางการในปี 2024 ที่จะถึงนี้ว่า DeepSouth จะทำงานได้อย่างที่พวกเขาคาดหวังไว้หรือไม่ ปัจจุบันซุปเปอร์คอมพิวเตอร์ที่มีพลังการคำนวณสูงที่สุดเป็นอันดับ 1 ของโลกคือ ‘Frontire’ ของ ห้องปฎิบัติการณ์แห่งชาติโอ๊คริดจ์ (Oak Ridge National Laboratory) ประเทศสหรัฐอเมริกา โดยมีพลังการคำนวณอยู่ที่ 1.194 เอ็กซาฟล็อป และใช้พลังงาน 22,703 กิโลวัตต์
.
สำหรับซุปเปอร์คอมพิวเตอร์ของประเทศไทย ‘ลันตา’ (LANTA) ปัจจุบันอยู่อันดับที่ 94 ของโลก (อ้างอิงจากเว็บไซต์ top500.org) โดยมีพลังการคำนวณอยู่ที่ 0.00815 เอ็กซาฟล็อป