IBM模仿大脑结构打造计算机芯片TrueNorth

IBM模仿大脑结构打造计算机芯片TrueNorth

早在两年前,IBM 就公布了自身的“类人脑百万神经元”芯片TrueNorth”,在去年还公布了关于这一芯片的详细发展计划。这一尺寸只有邮票大小、重量只有几克的芯片能够集成几十亿个硅晶体管、数千个内核、100 万个类人脑神经元,性能可和超级计算机相媲美,而且功耗非常低,只有 65 毫瓦。

TrueNorth 芯片的研发与 IBM 参与美国国防部研究机构 DARPA 的 SyNapse 项目有关。SyNapse 是“Systems of Neuromorphic Adaptive Plastic Scalable Electronics”的简称,这种具备自适应可塑可伸缩特点的电子神经系统的目标是打破速度提高和能量损耗之间的发展瓶颈,突破现有的技术体系。

IBM模仿大脑结构打造计算机芯片TrueNorth

简单来说,TrueNorth 是参考人类大脑的构造开发的一种计算机芯片,而目前绝大多数模仿人脑机理构建的芯片则主要是使用大规模的计算机集群对大型神经网络进行仿真。这种把数字处理器当做神经元、把内存作为突触的芯片可以把内存、CPU 和通信部件完全集成在一起。这种结构的芯片最突出的优势就是强大的效率,因为基于这种构造的芯片可以在本地进行信息的处理,数据量大大减少,传统计算机内存和 CPU 之间的瓶颈就迎刃而解了。而且,因为神经元之间可以进行更高效的沟通,在接收到其他神经元发过来的脉冲时,能够快速地做出反映并同时做出动作。

这一技术的巨大优势迅速吸引了众多机构的关注。2014 年,美国空军研究实验室(AFRL)就和 IBM 签订了价值 55 万美元的合同,成为 IBM 这款类人脑神经元芯片 TrueNorth 的第一个付费客户。而在近日,AFRL 开始探索将这款芯片应用在坦克和防空系统的智能自动识别当中。

从 AFRL 的报告来看,TrueNorth 芯片在基于雷达的军用和民用航空图像识别中表现都非常不错,在达到和传统芯片同样精确度的前提下,能耗却不到前者的 20%。

在空中军用领域,资源和空间在部署计划中非常有限,这就使得他们对于体积更小、性能更优的芯片要求更迫切,若需要部署先进的机器视觉系统设备,计算能力便成为了关键。因此,这种技术在卫星、高空飞机、小型无人机及其他空军基地设备中都有广泛的应用前景。AFRL 的主要电子工程师 Qing Wu 说道,“空军任务的范围集中在高空、太空和网络环境。这些都是能耗限制非常严格的领域。”

 

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