Представлена «первая нейросинаптическая компьютерная микросхема» IBM SyNAPSE

Специалисты компании IBM представили «первую нейросинаптическую компьютерную микросхему». Новый чип включает 1 млн. программируемых нейронов и 256 млн программируемых синапсов, и способен выполнять за 1 секунду 46 млрд синаптических операций в расчете на 1 Вт потребляемой мощности. 

Поскольку микросхема включает 5,4 млрд транзисторов, ее можно считать самой большой микросхемой, произведенной по технологии CMOS. Что интересно, работая в «реальном биологическом времени», чип потребляет лишь 70 мВт энергии, что значительно меньше современных процессоров. Удельная мощность чипа на 4 порядка меньше, нежели у современных процессоров, и составляет 20 мВт/см2. По мнению IBM, нейросинаптические компьютеры, имеющие размер с почтовую марку, и потребляющие совсем немного энергии, могут стать ключом к преобразовании техники, науки, управления и общества, а также бизнеса.

В отличие от распространенных сегодня компьютеров, в которых применяется архитектура фон Неймана, новая микросхема для нейросетей базируется на принципах, позаимствованных у мозга человека. Появление уже второго поколения микросхемы – это кульминация десятилетних научных исследований. В будущем микросхемы с новой архитектурой могут найти применение, в том числе, в дата-центрах.

«Через несколько лет сотрудничества с компанией IBM мы находимся сегодня на шаг ближе к появлению компьютера, который будет функционировать, как наш мозг», – говорит профессор центра Cornell Tech при Корнелльском университете в США Ражит Манохар (Rajit Manohar), который принимает участие в создании «мыслящего чипа» IBM.

«Прорыв, совершенный нами, имеет крайне важное значение именно сейчас, когда большие данные и облачные вычисления приобретают все большую популярность», – говорит вице-президент Samsung Electronics Шоун Хан (Shawn Han). Корейская компания также участвует в проекте – новый чип с применением 28-нм техпроцесса был создан именно на базе ее производственных мощностей.

В архитектуру чипа входит двухмерная ячеистая сеть из 4096 цифровых распределенных нейросинаптических ядер. При этом каждое из них имеет свою собственную память, вычислительный ресурс, а также средство связи. Все ядра работают в сети параллельно, управляясь при этом потоками событий. Чипы можно объединять друг с другом с целью увеличения производительности компьютера. В качестве примера компания IBM продемонстрировала систему из 16 микросхем.

Чипы – только часть экосистемы, представленной в IBM в августе прошлого года, которая включает спецификации нейронов, эмулятор, данные о нейросетях, описание программной парадигмы, приложения и алгоритмы, а также примеры прототипов систем.

Проект SyNAPSE по разработке «мыслящих компьютеров» компания IBM запустила в 2008 г. вместе с пятью ведущими учебными заведениями – Колумбийским университетом, Стэнфордским университетом, Корнелльским университетом, Университетом Висконсина-Мэдисона и Калифорнийским университетом.

Программа финансируется американским оборонным агентством DARPA. На данный момент DARPA потратило на этот проект уже 53 млн долл.