Qualcomm Zeroth, il chip che imita il cervello

Il più grande produttore mondiale di chip per smartphone ha deciso di abbandonare il tradizionale modello di elaborazione sequenziale, che prevede l’esecuzione di un’operazione solo quando si verifica una determinata condizione (if-this-then-that), per adottare una nuova architettura di calcolo ispirata al funzionamento del cervello e del sistema nervoso. Dopo vari anni di lavoro, l’azienda ha presentato il processore Qualcomm Zeroth e mostrato il suo funzionamento di un piccolo robot “neurale” all’interno del suo laboratorio di San Diego.

I computer di oggi sono costruiti unendo diversi componenti per la memorizzazione e l’elaborazione dei dati, un design noto come architettura di Von Neumann. Il cervello umano invece possiede miliardi di neuroni che elaborano simultaneamente le informazioni provenienti dai cinque sensi. Il chip Zeroth non solo simula il funzionamento del cervello, ma è anche in grado di apprendere come un bambino. Qualcomm ha sviluppato una suite di strumenti software che permettono al chip di imparare attraverso l’interazione con l’ambiente circostante. Ciò evita la scrittura di codice per ognuna delle azioni preprogrammate. Nel video seguente si può vedere una piccola auto robot che riesce a trovare solo le mattonelle bianche, dopo aver ricevuto un semplice comando “good robot”.

Un altro obiettivo che Qualcomm intende raggiungere con il chip Zeroth è replicare l’efficienza con cui i nostri sensi e il cervello si scambiano informazioni. I neuroscienziati hanno creato un modello matematico che caratterizza il funzionamento dei neuroni quando inviano, ricevono o elaborano le informazioni. I neuroni inviano impulsi temporizzati (spike) solo quando viene superata una determinata soglia di tensione nella membrana cellulare. Le spiking neural network codificano e trasmettono i dati in modo molto efficiente, simulando appunto l’elaborazione parallela del cervello umano.

L’obiettivo finale è definire e standardizzare questa nuova architettura per ottenere una Neural Processing Unit (NPU). Qualcomm vuole integrare Zeroth nei SoC del futuro, affiancando l’elaborazione tradizionale all’interazione neurale. Entro il prossimo anno, l’azienda spera di offrire una completa piattaforma software a ricercatori e startup.