IBM展示“大腦”芯片 內置100萬(wàn)個(gè)數字神經(jīng)元

　　研發(fā)一臺計算機，讓它像人類(lèi)一樣做決策，擁有人類(lèi)一樣的智力，這是IBM正在考慮的事，現在它朝著(zhù)目標前進(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(lèi)大腦的功能。IBM正在測試芯片，借此證明它與現有計算機相比有多快、有多節能。

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

　　IBM在博客中表示，TrueNorth芯片具備學(xué)習和計算能力，它創(chuàng )造了一種可能能，我們可以將智力嵌入所有的計算設備中，包括物聯(lián)網(wǎng)、智能手機、機器人、汽車(chē)、云計算、超級計算。

　　今年早些時(shí)候，IBM曾經(jīng)展示過(guò)芯片，當時(shí)芯片裝進(jìn)了一臺名叫NS16e的計算機中，它是模仿人類(lèi)大腦開(kāi)發(fā)的。計算機可以識別圖片、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(lèi)大腦有1000億個(gè)神經(jīng)元，它們可以通過(guò)數萬(wàn)億個(gè)神經(jīng)節點(diǎn)(突觸)彼此溝通。其中，視皮質(zhì)可以識別視覺(jué)信息，其它部分負責運動(dòng)機能。

　　和大腦一樣，NS16e擁有“數字神經(jīng)元”，只是數量少很多，系統中包括了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安裝了重新設計的內存、計算和通信子系統，可以進(jìn)行數據處理，能耗低很多。

　　IBM曾經(jīng)表示，TrueNorth處理器可以按每秒1200-2600幀的速度給圖片數據分類(lèi)，消耗的能源只有25-275毫瓦。處理器還可以識別圖片模式，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(lài)于傳統芯片，比如GPU、CPU、FPGA，企業(yè)用這些組件來(lái)識別圖片和語(yǔ)音。Facebook、谷歌、微軟、百度用深度學(xué)習技術(shù)進(jìn)行學(xué)習，通過(guò)解析與圖片、語(yǔ)音識別有關(guān)的答案來(lái)學(xué)習。這些深度學(xué)習系統一般是由GPU驅動(dòng)的，功率超過(guò)150瓦。

　　TrueNorth擁有算法和深度學(xué)習模型，包括識別模式，可以將過(guò)去和現有數據關(guān)聯(lián)起來(lái)。IBM為不同的深度學(xué)習模型開(kāi)發(fā)了相對應的算法，但是芯片可以應用于現有系統，比如MatConvNet。從本質(zhì)上講，開(kāi)發(fā)者可以用MatConvNet開(kāi)發(fā)學(xué)習模型，TrueNorth負責后臺處理工作。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(lèi)似，最開(kāi)始時(shí)程序員并不接觸GPU，因為大多人并不知道如何利用芯片的功能。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)習的潛力已經(jīng)在無(wú)人駕駛汽車(chē)上得到體現，強大的計算機引導汽車(chē)安全行進(jìn)，正確識別信號、車(chē)道、其它對象。和汽車(chē)、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)行低級處理，然后將結果匯總，從而識別圖像中的對象，或者識別一種聲音。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計劃研發(fā)一臺計算機，它安裝TrueNorth芯片，規格跟人類(lèi)大腦相當，但是IBM面臨一定的挑戰，主要是因為這臺計算機太龐大，要開(kāi)發(fā)算法和應用有些困難。

　　從2004年開(kāi)始IBM就在研發(fā)大腦式芯片，2009年，計算機已經(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)數字神經(jīng)元，具有模式識別能力。如果要真正開(kāi)發(fā)一臺計算機，讓它模擬人類(lèi)大腦，還要等很長(cháng)的時(shí)間。

　　IBM還在開(kāi)發(fā)量子計算機，它可以替代現有PC和服務(wù)器，現有設備采用的設計已經(jīng)很老了，用了幾十年。還有一些企業(yè)和機構也在開(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)、德國海德堡大學(xué)、英國曼徹斯特大學(xué)。