IBM展示“大腦”芯片 內(nèi)置100萬(wàn)個(gè)數(shù)字神經(jīng)元

　　研發(fā)一臺(tái)計(jì)算機(jī)，讓它像人類一樣做決策，擁有人類一樣的智力，這是IBM正在考慮的事，現(xiàn)在它朝著目標(biāo)前進(jìn)了一大步。

　　IBM開(kāi)發(fā)了一款名叫TrueNorth的芯片，它可以模擬人類大腦的功能。IBM正在測(cè)試芯片，借此證明它與現(xiàn)有計(jì)算機(jī)相比有多快、有多節(jié)能。

　　正面對(duì)決結(jié)果讓人印象深刻。IBM表示，TrueNorth可以調(diào)用深度學(xué)習(xí)技術(shù)，通過(guò)關(guān)聯(lián)分析和判斷可能性做決策，像人類大腦一樣。與擁有相同目的的其它計(jì)算機(jī)相比，新計(jì)算機(jī)消耗的能源更少。

　　IBM在博客中表示，TrueNorth芯片具備學(xué)習(xí)和計(jì)算能力，它創(chuàng)造了一種可能能，我們可以將智力嵌入所有的計(jì)算設(shè)備中，包括物聯(lián)網(wǎng)、智能手機(jī)、機(jī)器人、汽車、云計(jì)算、超級(jí)計(jì)算。

　　今年早些時(shí)候，IBM曾經(jīng)展示過(guò)芯片，當(dāng)時(shí)芯片裝進(jìn)了一臺(tái)名叫NS16e的計(jì)算機(jī)中，它是模仿人類大腦開(kāi)發(fā)的。計(jì)算機(jī)可以識(shí)別圖片、語(yǔ)音和模式，這些功能是通過(guò)處理單元的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行的。

　　人類大腦有1000億個(gè)神經(jīng)元，它們可以通過(guò)數(shù)萬(wàn)億個(gè)神經(jīng)節(jié)點(diǎn)(突觸)彼此溝通。其中，視皮質(zhì)可以識(shí)別視覺(jué)信息，其它部分負(fù)責(zé)運(yùn)動(dòng)機(jī)能。

　　和大腦一樣，NS16e擁有“數(shù)字神經(jīng)元”，只是數(shù)量少很多，系統(tǒng)中包括了16顆TrueNorth芯片。每一顆TrueNorth芯片擁有100萬(wàn)個(gè)神經(jīng)元，2.56億突觸，它們通過(guò)電路彼此聯(lián)系。NS16e安裝了重新設(shè)計(jì)的內(nèi)存、計(jì)算和通信子系統(tǒng)，可以進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，能耗低很多。

　　IBM曾經(jīng)表示，TrueNorth處理器可以按每秒1200-2600幀的速度給圖片數(shù)據(jù)分類，消耗的能源只有25-275毫瓦。處理器還可以識(shí)別圖片模式，這些圖片是用50-100個(gè)攝像頭生成的，每秒24幀。如果將芯片安裝到手機(jī)中，它也可以具備這種能力，幾天不用充電。

　　和今天的服務(wù)器相比，新芯片能耗低很多，今天的服務(wù)器依賴于傳統(tǒng)芯片，比如GPU、CPU、FPGA，企業(yè)用這些組件來(lái)識(shí)別圖片和語(yǔ)音。Facebook、谷歌、微軟、百度用深度學(xué)習(xí)技術(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)，通過(guò)解析與圖片、語(yǔ)音識(shí)別有關(guān)的答案來(lái)學(xué)習(xí)。這些深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)一般是由GPU驅(qū)動(dòng)的，功率超過(guò)150瓦。

　　TrueNorth擁有算法和深度學(xué)習(xí)模型，包括識(shí)別模式，可以將過(guò)去和現(xiàn)有數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)起來(lái)。IBM為不同的深度學(xué)習(xí)模型開(kāi)發(fā)了相對(duì)應(yīng)的算法，但是芯片可以應(yīng)用于現(xiàn)有系統(tǒng)，比如MatConvNet。從本質(zhì)上講，開(kāi)發(fā)者可以用MatConvNet開(kāi)發(fā)學(xué)習(xí)模型，TrueNorth負(fù)責(zé)后臺(tái)處理工作。開(kāi)發(fā)者沒(méi)有必要直接接觸TrueNorth。

　　IBM的策略和早期的游戲開(kāi)發(fā)有點(diǎn)類似，最開(kāi)始時(shí)程序員并不接觸GPU，因?yàn)榇蠖嗳瞬⒉恢廊绾卫眯酒墓δ?。最近，Vulkan替換了OpenGLAPI，將GPU功能直接展示給程序員看，如此一來(lái)，他們就可以更好利用芯片的功能。

　　深度學(xué)習(xí)的潛力已經(jīng)在無(wú)人駕駛汽車上得到體現(xiàn)，強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)引導(dǎo)汽車安全行進(jìn)，正確識(shí)別信號(hào)、車道、其它對(duì)象。和汽車、服務(wù)器中的芯片一樣，TrueNorth會(huì)在每一個(gè)神經(jīng)元上進(jìn)行低級(jí)處理，然后將結(jié)果匯總，從而識(shí)別圖像中的對(duì)象，或者識(shí)別一種聲音。Nvidia、英特爾的芯片也采用了相同的技術(shù)，但是它們的芯片能耗比TrueNorth高了很多。

　　目前TrueNorth芯片仍然處在發(fā)展初期。IBM計(jì)劃研發(fā)一臺(tái)計(jì)算機(jī)，它安裝TrueNorth芯片，規(guī)格跟人類大腦相當(dāng)，但是IBM面臨一定的挑戰(zhàn)，主要是因?yàn)檫@臺(tái)計(jì)算機(jī)太龐大，要開(kāi)發(fā)算法和應(yīng)用有些困難。

　　從2004年開(kāi)始IBM就在研發(fā)大腦式芯片，2009年，計(jì)算機(jī)已經(jīng)可以模擬貓的大腦。2011年IBM開(kāi)發(fā)出原型芯片，它擁有256個(gè)數(shù)字神經(jīng)元，具有模式識(shí)別能力。如果要真正開(kāi)發(fā)一臺(tái)計(jì)算機(jī)，讓它模擬人類大腦，還要等很長(zhǎng)的時(shí)間。

　　IBM還在開(kāi)發(fā)量子計(jì)算機(jī)，它可以替代現(xiàn)有PC和服務(wù)器，現(xiàn)有設(shè)備采用的設(shè)計(jì)已經(jīng)很老了，用了幾十年。還有一些企業(yè)和機(jī)構(gòu)也在開(kāi)發(fā)可以模擬人腦的芯片，比如惠普企業(yè)(HewlettPackardEnterprise)、斯坦福大學(xué)、德國(guó)海德堡大學(xué)、英國(guó)曼徹斯特大學(xué)。