cookieOptions = {...}; ‧ IBM 公佈仿人腦功能的晶片 - 3S Market「全球智慧科技應用」市場資訊網

3S MARKET

2014年8月20日 星期三

騰訊科技 景隼

IBM已經開發出一款微晶片,可在進行計算時模仿神經元和突觸及大腦其他功能。 

TrueNorth微晶片()的熱成像圖

IBM 87日發表聲明稱,該公司已經研製出一款能夠模擬人腦神經元、突觸功能以及其他腦功能的微晶片,從而完成計算功能,這是類比人腦晶片領域所取得的又一大進展。IBM表示,這款名為TrueNorth的微晶片擅長完成模式識別和物體分類等繁瑣任務,而且功耗還遠低於傳統硬體。

儘管沒有公佈具體的發佈時間,但IBM正在與多個潛在合作夥伴商討將該晶片推向市場的方法。IBM曾經將多塊TrueNorth微晶片連接在一起用來測試潛在系統設計,並發現了該晶片技術的多個應用領域,比如大型超級電腦以及能夠探測海嘯或其他水生環境的水母型漂浮設備。

IBM阿爾馬登研究中心(Almaden Research Center)研究員、腦靈感計算首席科學家哈門德拉•莫得哈(Dharmendra Modha):“我們擁有極具野心的商業化目標。”不過他也表示,TrueNorth不會取代傳統電腦晶片,他們是互補的關係。

三星製造
TrueNorth微晶片由三星電子IBM生產,使用了三星為生產智慧機和其它移動設備微處理器所使用的相同製造技術。IBM就該晶片的底層設計與紐約康奈爾大學(Cornell University)紐約校區的研究人員在一個項目上進行了合作。自2008年以來,這一專案獲得了美國五角大樓高級計畫研究局的5300萬美元注資。

IBM稱,TrueNorth使用了54億個電晶體,比傳統PC處理器的四倍還多,產生的效果相當於100萬個神經元和2.56億個突觸。它們被分成了4096個名為“神經突觸內核”(neurosynaptic cores)的結構。每一個這種結構都能使用一種名為crossbar(交叉)的通訊模式來存儲、處理並向其它結構傳輸資料。

IBM的莫得哈表示,每一個內核都使用了事件驅動(event-driven)設計,也就是說,它不會一直運行,只有在需要的時候才會啟動。這樣設計讓晶片更加節能。比如,一款標準微處理器每平方釐米的功耗是50瓦到100瓦,而TrueNorth只有20毫瓦或千分之一瓦。

新款晶片是IBM為設計出類腦晶片所進行一系列努力的最新進展,傳統晶片設計已經難以再取得重大突破。這一研究已經發表在了《科學》雜誌上的論文中。相比傳統晶片設計,IBM最新設計的晶片擁有一些新特點,比如大尺寸,使用了標準數位技術,而不是複雜的材料或生產工藝。

距離實用又進一步
TrueNorth內部結構圖

美國勞倫斯伯克利國家實驗室(Lawrence Berkeley National Laboratory)副主任霍斯特•西蒙(Horst Simon)指出:“高功率一直是阻礙大型電腦發展的最主要因素。而這種微晶片則讓我們相信,我們正站在電腦晶片架構發生徹底變革的十字路口。”

IBM外,晶片巨頭英特爾高通等公司也擁有了被工程師稱之為“神經形態”(neuromorphic)的自主晶片設計。一旦對應可工作的設備開發出來,工程師們就需要面對一項十分艱巨的任務:說服程式師學習新方法開發有用的軟體。

IBM已經在嘗試解決這些困難,並正在開發一款特殊的程式設計語言和工具套裝來類比TrueNorth晶片的工作流程。長期參與合作專案的康奈爾大學電氣和電腦工程學教授哈吉特•馬諾哈爾(Rajit Manohar)指出:“與其他公司已經開發出來的多種神經形態系統相比,這項技術距離實用又進了一步。”

但也有業內專家表示,現在還無法確定哪家公司在類比人腦晶片市場佔據了領先地位。人腦啟發軟體公司 Numenta創始人傑夫•霍金斯(Jeff Hawkins)便是其中之一。

霍金斯認為,類似TrueNorth這樣的二元晶片終將讓位於能夠更有效地模擬出人腦聯繫功能的晶片產品,找到正確的神經元結構需要經歷多年的研究過程。

                                                                                                                                                                                                                            

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