Az agyunk a legfejlettebb számítógép, de csak annyi energia kell hozzá, mint a monitorunkhoz
Az emberi agy teljesítményét gyakran a legmodernebb számítógépekhez mérjük, az összehasonlítás azonban igazán az energiaigény felől válik érdekessé. Miközben a csúcskategóriás szuperszámítógépek hatalmas infrastruktúrát és jelentős fogyasztást igényelnek, az agyunk mindössze körülbelül 20 wattal működik – nagyjából annyival, mint egy átlagos monitor.
Ez különösen akkor válik érzékletessé, ha a számítási kapacitást nézzük. A kutatások szerint az agy teljesítménye elérheti az exaflop szintet, vagyis másodpercenként egymilliárdszor egymilliárd művelet elvégzésére képes. Ugyanerre a nagyságrendre a világ egyik legerősebb rendszere, a Frontier szuperszámítógép is képes, ám ehhez mintegy egymilliószor több energiára, körülbelül 20 megawattra van szüksége.
Biológiai szempontból az agy így is kiemelten energiaigényes szerv: a testsúlyunk körülbelül két százalékát teszi ki, miközben a nyugalmi energiafelhasználásunk mintegy ötödét használja fel. Napi szinten ez nagyjából 300-350 kilokalóriát jelent – mégis elenyésző mennyiség ahhoz képest, amit ugyanilyen teljesítmény mesterséges rendszerekben igényelne.
A különbség egyik kulcsa az információfeldolgozás módjában rejlik, írja az IFLScience. A hagyományos számítógépek alapvetően soros lépésekben dolgoznak: a feladatokat egymás után, precízen végrehajtva. Az agy ezzel szemben párhuzamos feladatmegoldásra képes: körülbelül 100 milliárd idegsejt alkotja, amelyek egyszerre, sűrű kapcsolati hálóban dolgoznak.
Ez a különbség a hétköznapi működésben is tetten érhető. Amikor például elkapunk egy labdát, az agy nem egymás után számolja ki a mozgást, a sebességet és a pályát. Ezek az információk szinte egy időben, több idegi hálózaton keresztül állnak össze, majd azonnal mozgássá alakulnak. A folyamat gyorsabb és jóval energiatakarékosabb, mint a hagyományos, lépésről lépésre felépülő számítás.
Az agy ráadásul nem használja folyamatosan az összes idegsejtjét: mindig csak azokat a hálózatokat aktiválja, amelyek az adott feladathoz szükségesek. Ez a szelektív működés tovább növeli a hatékonyságát. Nem véletlen, hogy a kutatók egyre inkább ezt a logikát próbálják átültetni a technológiába. A neuromorfikus számítástechnika célja olyan rendszerek létrehozása, amelyek az agy működését követve képesek gyorsan, rugalmasan és jóval kisebb energiaigénnyel feldolgozni az információkat. Ehhez azonban nem elég a jelenlegi modellek finomhangolása: egészen más logika szerint működő rendszerekre lesz szükség.
A jövő számítógépei ezért várhatóan kevésbé hasonlítanak majd a mai rendszerekhez, és inkább a biológiai intelligencia felől közelítenek. Nem pusztán a teljesítmény növelése miatt, de azért is, mert az energiahatékonyság egyre meghatározóbb szemponttá válik. Az emberi agy ebben a tekintetben már most egy kiforrott mérce.
Olvasd el ezt is!