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31.10.2011
Folge 294

Neuronale Prozessoren und die Folgen

Heinz Schmitz

User Gehirn ist bei Weitem noch nicht entschlüsselt. Allerdings weiß die Forschung, dass es nicht wie ein herkömmlicher Prozessor arbeitet. Das strenge serielle Abarbeiten, nach dem von Neumann Prinzip ist ihm fremd. Eine Vielzahl von Prozessen sorgen dafür, das wir die Welt so erleben, wie wir sie erleben.

IBM hat die erste Generation eines Computerprozessors vorgestellt, der wie ein Gehirn arbeitet. Aktuell verfügt der Chip über die Fähigkeiten zur Mustererkennung, Bildverarbeitung, Klassifikation und assoziativen Speicherung. Zukünftig soll er mit Sinneserfassung ausgestattet werden und in verschiedenen Bereichen einsetzbar sein - von der Finanzmarktanalyse bis zur Frischekontrolle im Supermarkt. Die neue Architektur merzt dabei auch Probleme der klassischen von-Neumann-Bauweise aus, die den Prozessorenentwicklern zunehmend zu schaffen machen.

Der erste kognitive Prozessorkern rechnet über Neuronen, speichert in Synapsen und kommuniziert über Axome. Ziel der Forscher ist es, ein System zu schaffen, welches nicht nur komplexe Informationen über verschiedene Sensoren erfassen und analysieren kann, sondern sich selbst über die Interaktion mit der Umwelt immer wieder neu programmiert. Dabei gilt es, das System - vergleichbar einem organischen Gehirn - möglichst kompakt und energieeffizient zu gestalten.

Ausgestattet ist der Erstling mit 256 Neuronen, 262.144 programmierbaren Synapsen und 65.536 Schaltstellen für Lernprozesse. Alle Komponenten sind nicht-organisch, lehnen sich aber in ihrer Bauweise stark am Vorbild aus der Natur an. Das ist natürlich nur ein Anfang. Angestrebt wird die Entwicklung eines Prozessors mit der Kapazität eines Säugetierhirns, dessen Strukur jedoch um mehr als das Millionenfache komplexer ist als das aktuelle Chipmuster.

Sollten die Wissenschftler erfolgreich sein könnte ein neues Paradigma im Bereich des Computerwesens gelten. Es würde das Prozessorsystem Probleme der seit Jahrzehnten gängigen Rechnerbauweise - auch bekannt als von-Neumann- oder Princeton-Architektur umgehen. Diese ist aufgrund ihres streng sequenziellen Verfahrens zwar kaum fehleranfällig und programmiertechnisch vorteilhaft, lässt aber nur einzelne, aufeinanderfolgende Befehlsabarbeitung zu.


Rudi Kulzer

Welche Auswirkungen das auf unsere Zukunft haben würde ist nicht abschätzbar. Mit Rudi Kulzer, langjähriger korrespondent des Handelsblatt im Silicon Valley, haben wir versucht die neusten Entwicklungen einzuordnen.


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