TrueNorth:IBM的百万神经元类人脑芯片

Added by 龙 辉 over 5 years ago

邮票大小、重量只有几克,但却集成了 54 亿个硅晶体管,内置了 4096 个内核,100 万个“神经元”、2.56 亿个“突触”,能力相当于一台超级计算机,功耗却只有 65 毫瓦。

这就是 IBM 公布的最新仿人脑芯片:TrueNorth。

模仿人类大脑是科学家寻求突破的方向。人类大脑的神经元尽管传导信号的速度很慢,但是却拥有庞大的数量(千亿级),而且每个神经元都通过成千上万个突触与其他神经元相连,形成超级庞大的神经元回路,以分布式和并发式的方式传导信号,相当于超大规模的并行计算,从而弥补了单神经元处理速度的不足。人脑的另一个特点是部分神经元不使用时可以关闭,从而整体能耗很低。

在了解了人脑的这种机理之后,研究人员开始了在软硬件上对人脑的模拟。在硬件方面,近年来主要是通过对大型神经网络进行仿真,如 Google 的深度学习系统Google Brain,微软的Adam等。但是这些网络需要大量传统计算机的集群。比方说 Google Brain 就采用了 1000 台各带 16 核处理器的计算机,这种架构尽管展现出了相当的能力,但是能耗依然巨大。

而 IBM 则是在芯片上的模仿。

跟传统计算机用 FLOPS(每秒浮点运算次数)衡量计算能力一样,IBM 使用 SOP(每秒突触运算数)来衡量这种计算机的能力和能效。其完成 460 亿 SOP 所需的能耗仅为 1 瓦—正如文章开头所述,这样的能力一台超级计算机,但是一块小小的助听器电池即可驱动。

通信效率极高,从而大大降低能耗这是这款芯片最大的卖点。TrueNorth 的每一内核均有 256 个神经元,每一个神经有分别都跟内外部的 256 个神经元连接。

但是相比之下,人脑有上千亿个神经元,每个神经元又有成千上万的突触,那样一个神经网络就更加无法想象了。IBM 的最终目标就是希望建立一台包含 100 亿个神经元和 100 万亿个突触的计算机—这样的计算机要比人类大脑的功都强大 10 倍,而功耗只有一千瓦,而且重量不到两升(我们大脑的大小)。

IBM集成16块TrueNorth芯片的电路板

全文:http://www.36kr.com/p/214445.html

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