IBM的新芯片大脑能供电物联网

IBM向其创造类似人类大脑的处理器这一雄心勃勃的目标又迈进了一步,他们制造出了第二种更先进的芯片,模仿哺乳动物大脑的运作方式。

“这是大脑启发计算机的新里程碑,”专注于大脑启发计算的IBM研究员和首席科学家Dharmendra Modha说。

康奈尔大学的研究人员也帮助设计了这种芯片。研究人员描述了芯片在科学杂志本周的问题。“我们的架构被设计来近似在硅脑的结构和功能,而在功率方面是有效的,” Modha说。

一旦商业化,这样的芯片可以充当用于一系列嵌入和便携式设备的低功率传感器。“这可能会成为硅大脑‘物联网’,” Modha说。“这可以改变移动体验,因为我们知道这一点。”

该处理器还可以被植入大型超级计算机,以提高机器学习和其他基于神经网络的计算的速度。

这是IBM的Modha团队创造的第二种大脑激发芯片,也是第一种有人在2011年。

这种代号为“TrueNorth”的新处理器,在4096个神经突触核组成的芯片网络中,集成了54亿个晶体管,相当于制造了2.56亿个突触,比2011年设计的大约26万个突触要大得多。

IBM还将16个这样的芯片用4个4乘4的阵列连接在一起,这些阵列总共提供了相当于1600万个神经元和40亿个突触的功能,这表明这种设计可以很容易地扩展到更大的实现。

这项工作起源于2008年,是美国国防高级研究计划局(DARPA)的一个项目,项目名称为神经形态自适应塑料可伸缩电子系统(SyNAPSE)。

这些芯片代表了在设计上与今天的冯·诺依曼计算体系结构的一个根本性的突破,在那里计算以串行方式快速完成。

这种芯片架构如何近似人类大脑的作品,在每个“neurosynaptic芯”具有其自己的存储器(“突触”),处理器(“神经元”)和通信管道(“轴突”),其在所有的事件驱动的方式一起操作。

通过共同工作,这些核心可以提供细微差别的模式识别和其他感知能力,就像大脑一样。

和大脑一样,这种芯片只需要很少的电力——在典型的操作中仅需要70mW的功率,这比标准处理器执行同样的操作所需的功率低了一个数量级。三星使用28纳米光刻工艺制造了原型芯片。

只需要这么少的电量——甚至比助听器的电量还要少——这就开启了一大批潜在的用途,尤其是在电源有限的设备上。

例如,一个处理器可以嵌入移动设备或传感器中,在那里它可以被训练为在听觉、视觉或多感官数据源上进行对象识别,这是一项计算密集型的任务,现在需要一个专用服务器。这样的任务可以很容易地在远程设备上完成,不需要将视频流传输到数据中心。2020欧洲杯预赛

“传感器成为计算机,” Modha说。

这种灵感来自大脑的架构不是为了取代标准处理器而设计的,而是与标准处理器一起使用,以处理需要并行执行大量计算操作的任务。

在数据中心,芯2020欧洲杯预赛片可以用于运行机器学习神经网络的协处理器加速卡,Modha说。Modha说,许多商业使用的机器学习算法可以很容易地适应这种结构,从而以更节能的方式执行高度并行的操作。

穆德哈说,IBM仍在研究如何将这种处理器商业化,而且没有承诺自己生产芯片或将设计授权给其他人。穆德哈说,从早期的制造工作来看,他认为大规模生产这些芯片没有“根本风险”。

公司也是开发编译器和相关软件使这些处理器易于使用。

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