Разработан нейроморфный процессор с 5,4 млрд транзисторами

На модерации Отложенный

Световым суперкомпьютером список новостей о технологиях будущего сегодня не ограничивается. Специалисты из IBM Research создали нейроморфный, то есть имитирующий свойства реального мозга, микропроцессор под названием TrueNorth. Он состоит из 1 млн. программируемых нейронов и 256 млн. программируемых синапсов, входящих в состав 4096 синапсных ядер. Данный чип произведён на основе 28 нм технологического процесса компании Samsung, включая в себя 5,4 млрд. транзисторов, которые делают его одним из самых совершенных процессоров современности.

*

Это второе поколение  процессора, первое выпускалось самой IBM на 45 нм техпроцессе. При этом он крайне энергоэкономичен, при максимальной нагрузке потребляя 72 мВт - это 400 млрд. синапсных операций в секунду на 1 Вт, что в 176 тысяч раз энергоэкономичнее современных процессоров при такой же нагрузке или в 769 раз экономичнее других нейроморфных решений.

Мозг человека работает на «частоте» (аналогом которой выступает скорость активации нейронов) в несколько десятков герц, при этом потребляя около 20 Вт энергии. Чтобы решать те же задачи, что и мозг человека, процессоры потребляют в миллионы раз больше энергии, так что вопрос снижения энергопотребления актуален, особенно в сферах искусственного интеллекта и анализа больших объёмов данных, где IBM принимает деятельное участие.

TrueNorth является результатом шестилетнего проекта IBM Research и DARPA под названием SyNAPSE.

Ещё в 2011 году прототип состоял из 256 нейронов, в прошлом году для него был разработан язык программирования под названием Corelet. В основе процессора лежат такие же транзисторы, как и в традиционных чипах. 4096 нейросинаптических ядра образуют сетку 64 х64, внутри каждого содержится по 256 аксонов и 256 нейронов, память SRAM, содержащая данные каждого нейрона, и маршрутизатор, дающий каждому нейрону передавать данные каждому аксону каждого ядра. Передача данных ведётся, как и в мозге, путём всплесков нейронной активности, модулируемой программируемыми синапсами.

*

В каждом ядре 256 × 256 (65536) конфигурируемых синапса, итого связь между 4096 ядрами по принципу каждого с каждым даёт самый масштабный из когда-либо созданных чипов для параллельных вычислений. Добавим сюда тот факт, что сами по себе чипы TrueNorth можно использовать в многопроцессорных установках, что и сделала IBM, создав плату с 16 чипами.

Естественно, мало создать сам процессор, и для реализации его потенциала нужны инструменты разработки и ПО. Помимо языка Coreler IBM представила симулятор Compass для написания и тестирования приложений. В IBM говорят, что их разработка готова для коммерческого применения в областях сенсорного ввода данных, компьютерного зрения, самоуправляемых автомобилей и ряде других сфер.

Автор: Алексей Алтухов  •