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并且在神经元之间还存在25.6亿个电子突触,和

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并且在神经元之间还存在25.6亿个电子突触,和

DARPA主导的 SyNAPSE项目开发出了价值54亿美元的新型大脑模拟芯片 [据防务世界2014年8月12日报道]近日DARPA在一份声明中表示,其主导的SyNAPSE项目开发了一种模拟大脑节能效应的新型芯片,该芯片比当前芯片在进行复杂运算时能节能100倍以上。 SyNAPSE芯片由IBM的研究人员设计,据称该芯片有超过50亿个晶体管和超过2.5亿个类似于大脑中神经细胞连接点似的“突触”或可编辑逻辑节点。 许多人类和动物非常容易产生的行为如感觉,图像识别,声音处理,运动控制等,在传统的计算框架下需要消耗大量的能量;而生物系统在做相同的行动时要比现有计算机消耗少很多的能量。 SyNAPSE项目的目的就是在兼顾节能的同时又能加速大脑芯片的发展,使其能完成复杂的感觉和控制任务。 这个新型芯片能创建大量阵列,拥有100万个电子“神经元”并且在神经元之间还存在25.6亿个电子突触。该芯片使用三星代工的28nm加工工艺,这个价值54亿美元的晶体管芯片是有史以来芯片制造中拥有最多晶体管数量的芯片之一。

[据《航宇日报》网站2014年8月18日报道]美国空军研究实验室计划购买一部IBM的TrueNorth neurosynaptic处理芯片,这种功能最强大的仿人脑微芯片还处于研发当中。

北京时间8月8日早间消息,IBM的研究人员已开发出一款芯片,相对于以往产品能更好地模拟人脑。这一研究成果已经发表在《科学》杂志上。

AFRL计划利用该芯片从事机器学习、人工智能、神经网络和其他研究。

IBM在这篇论文中表示,该公司利用传统的硅芯片制造工艺开发了一款“神经突触处理器”,能像传统的超级计算机一样处理高度复杂的计算任务,同时能耗不超过普通的助听器电池。

Neurosynaptic的消息是8月7日正式披露,该处理器是为国防高级研究计划局研发的。TrueNorth具有类似大脑的计算架构,其具有100万个电子“神经元”和2.56亿个神经元之间的电子“突触”。

这一芯片由54亿个晶体管组成,比英特尔至强处理器中使用的晶体管数量多10亿个。

DARPA称,仿照大脑结构的Neurosynaptic计算机能够执行感知任务,如模式识别,这些任务对于传统计算架构来说非常困难,然而只消耗常规芯片的小部分功率。

IBM的研究人员在这款芯片中设计了由4096个神经突触核心构成的网状网络。每个核心都包含计算、存储,以及与芯片其他部分通信的元件。这些核心可以并行运行。

随着越来越多的晶体管集成到芯片上,功率消耗逐渐成为常规计算架构的制约因素。人脑功率消耗只相当于20瓦,但要模拟其运行,即便用当今的超级电脑也需要120亿瓦的能耗。

IBM表示,多个此类芯片可以无缝地互联,从而形成神经突触超级计算机。IBM已经使用了16块芯片开发了一台这种超级计算机。

IBM公司称,基于三星的28纳米半导体处理技术,拥有54亿个晶体管的TrueNorth芯片的能耗低于100毫瓦且具有每瓦每秒执行460亿次突触操作的能力。

这一新设计有可能变革传统计算技术。自上世纪40年代以来,基于冯·诺依曼架构的计算机一直没有太大改变。冯·诺依曼计算机将程序的数据存储在内存之中。

DARPA的“神经键”项目主管Gill Pratt称,这种IBM芯片“能够使得无人机或地面机器人系统以有限的能量消耗实现对环境更精确的感知”。

与此不同,这一名为TrueNorth的芯片依靠神经网络,能像人脑一样去探测并识别模式。简而言之,当你的大脑发现与字母不同部分相关联的模式时,能够将这些字母关联在一起,从而识别出单词和整句。 对于计算技术长期存在的一大问题,这一芯片很可能将取得突破。目前的计算机能很好地进行数学计算或阅读单词,但无法理解内容的含义,或识别及归类物体。而人脑可以很容易地完成这些工作。利用一段视频,IBM测试了这种芯片能否识别人物、汽车、卡车和巴士,而结果非常成功。

在基准的模式识别试验中,neurosynaptic芯片使用的能量比最先进传统计算机系统低了两个数量级。能量效率的完美,一部分源自于在neurosynaptic核内集成计算和内存以及跨芯片分发数据和计算,需要指出的是TrueNorth有4096核。此外,该芯片是异步运行的,只是按照需求处理和传输数据。

关于复杂度,这款芯片集成了100万个神经元,与普通蜜蜂的大脑水平相当。而人脑平均包含1000亿个神经元。但随着时间推移,这一技术可被用于开发具有理解能力的计算机。

由于该芯片与顶层常规处理器工作方式完全不同,IBM已经专为使用TrueNorth开发出了一个端到端的“生态系统”,包括软件模拟器、编程语言和环境、算法以及应用。IBM称,仿照大脑中神经元生成电脉冲并通过神经突触传递,对neurosynaptic芯片来说,输入和输出是脉冲的源泉,而不是常规计算机的1或0。

目前,这款芯片每秒每瓦可实现460亿次神经突触操作,这一指标是为了与传统芯片进行对比。衡量传统芯片性能的一个主要指标为每秒浮点运算次数。目前,最节能的超级计算机能实现45亿次的每秒浮点运算次数。

TrueNorth芯片能够铺层从而形成更大型的神经形态的计算机,IBM称其已经制成了包含1600万神经元和40亿突触的系统。该公司的目标是将4096个芯片集成到一个台架上,使其具有40亿个神经元和1万亿个突触,而其能耗仅为4千瓦左右。

并且在神经元之间还存在25.6亿个电子突触,和2.56亿个神经元之间的电子。IBM的研究人员在论文中表示,类似TrueNorth的芯片将可以与传统系统配合使用,从而充分发挥其能力解决问题。这样的系统也可能匹敌当前的超级计算机,被用于与智能手机类似大小的设备,同时有着更低的能耗。

这一项目获得了美国国防部研发部门DARPA的资助。IBM与Cornell Tech以及iniLabs进行了合作。

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