Компания IBM разработала «нейросинаптический» компьютерный процессор TrueNorth, который по своей архитектуре эмулирует структуру человеческого мозга. Точнее, небольшой участок мозга, содержащий 1 млн нейронов и 256 млн синапсов.
IBM TrueNorth
Чтобы эмулировать такое количество нейронных связей, инженеры разработали 4096-ядерную микросхему с 5,4 млрд транзисторов. Это самый мощный из «нейрочипов», созданных когда-либо в истории. Если сравнить TrueNorth со прежней версией нейрочипа, которую IBM изготовила в 2011 году, то количество ядер выросло с 1 до 4096, в то же время размер каждого ядра уменьшился в 15 раз, а энергопотребление уменьшилось в 100 раз. Прогресс налицо.
Как известно, человеческий мозг отличается исключительно высокой энергоэффективностью: он демонстрирует очень высокую производительность, потребляя при этом всего 20 ватт. Микросхема TrueNorth тоже обладает таким преимуществом: потребляемая ею мощность составляет всего 63 мВт, то есть на несколько порядков меньше, чем у обычного процессора.
Каждое из 4096 ядер содержит 256 нейронов для вычислений, 256 аксонов для памяти и 64 000 синапсов для коммуникации между нейронами и аксонами. Такая архитектура кардинально отличается от классической архитектуры фон Неймана.
Что не менее важно, из множества чипов TrueNorth можно создавать масштабируемую систему. Эти микросхемы отлично работают в кластерах из сотен и тысяч штук. Таким образом, если составить довольно большой кластер из чипов TrueNorth, то количество виртуальных нейронов и синапсов сравняется с их количеством в настоящем человеческом мозге (несколько сотен миллиардов нейронов и сотня триллионов синапсов).
Проект по разработке нейрочипа начался в 2008 года в рамках сотрудничества IBM и нескольких университетов. Он получил грант $53 млн от DARPA.
В 2013 году вышел симулятор чипа, язык программирования и набор для разработки программ к чипу TrueNorth. К настоящему моменту выпущено более 200 программ, в том числе приложения компьютерного зрения и системы распознавания речи.
