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别了冯诺依曼,神经芯片几时来?
#前沿
IBM公开了新一代实验性电脑芯片,意图模拟人脑的知觉、活动和认识能力。现今的芯片在能耗和大小方面都要甘拜下风。 这种神经突触运算芯片用先进的算法和硅电路再现了生物系统中神经元和神经突触的运作模式。而利用这些芯片组建的认知计算机与传统计算机迥然相异,它们被寄望能够学习经验、寻找对象之间的关联性、提出假设、进行记忆和学习。简言之,模仿人脑的结构和突触可塑性(synaptic plasticity)。 为了达成这个目标,IBM与合作者在完成了第零和第一阶段后,为他们的“第二阶段自适应可变神经可塑可扩展电子设备系统”项目(很长的名字...英文首字母缩写是SyNAPSE,即突触)争取到了美国国防部高级计划研究局(DARPA) 2100万美元的资助。该项目的目的是创造一种既能同时处理多源信息又能根据环境不断自我更新的系统,更要和人脑一样紧凑、低能耗。正如项目领导人德尔蒙德拉·莫达(Dharmendra Modha)所说:传统的冯诺依曼结构已经不能满足未来对功能和功效的需求,神经芯片将是计算机进化史上的又一座里程碑,昭示着次世代计算机的到来。 IBM人员将硅电子回路(神经突触核心)、储存单元(突触)、计算单元(神经元)、传输单元(轴突)组合在一起搭建了神经芯片的原型。两枚制造完成的实验用芯片都使用45纳米的SOI-CMOS技术,包含256个“神经元”,一枚包括262144个可编程“突触”,一枚包括65536个学习“突触”,并可展示导航、机械视觉、图形识别、联想记忆和归类的应用。IBM的远期目标是建造包含百亿神经元和百兆突触、能耗仅1千瓦、体积小于两公升的芯片系统。这些未来的芯片将能通过多元感知单元从复杂的外界环境实时摄取各种信息,相应做出不同的协同应对行为。