【儀表網(wǎng) 新品搶鮮】IBM的研究人員已開發(fā)出一款芯片，相對于以往產品能更好地模擬人腦。
True North微芯片的熱成像圖
IBM周四發(fā)表聲明稱，該公司已經研制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芯片，從而完成計算功能，這是模擬人腦芯片領域所取得的又一大進展。IBM表示，這款名為True North的微芯片擅長完成模式識別和物體分類等繁瑣任務，而且功耗還遠低于傳統(tǒng)硬件。
盡管沒有公布具體的發(fā)布時間，但IBM正在與多個潛在合作伙伴商討將該芯片推向市場的方法。IBM曾經將多塊True North微芯片連接在一起用來測試潛在系統(tǒng)設計，并發(fā)現(xiàn)了該芯片技術的多個應用領域，比如大型超級計算機以及能夠探測海嘯或其他水生環(huán)境的水母型漂浮設備。
IBM阿爾馬登研究中心（Almaden Research Center）研究員、腦靈感計算科學家哈門德拉-莫得哈（Dharmendra Modha）：“我們擁有野心的商業(yè)化目標。”不過他也表示，True North不會取代傳統(tǒng)電腦芯片，他們是互補的關系。
三星制造
True North微芯片由三星電子為IBM生產，使用了三星為生產智能機和其它移動設備微處理器所使用的相同制造技術。IBM就該芯片的底層設計與紐約康奈爾大學（Cornell University）紐約校區(qū)的研究人員在一個項目上進行了合作。自2008年以來，這一項目獲得了美國五角大樓計劃研究局的5300萬美元注資。
IBM稱，True North使用了54億個晶體管，比傳統(tǒng)PC處理器的四倍還多，產生的效果相當于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、處理并向其它結構傳輸數(shù)據(jù)。
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。這樣設計讓芯片更加節(jié)能。比如，一款標準微處理器每平方厘米的功耗是50瓦到100瓦，而True North只有20毫瓦或千分之一瓦。
新款芯片是IBM為設計出類腦芯片所進行一系列努力的新進展，傳統(tǒng)芯片設計已經難以再取得重大突破。這一研究已經發(fā)表在了《科學》雜志上的論文中。相比傳統(tǒng)芯片設計，IBM新設計的芯片擁有一些新特點，比如大尺寸，使用了標準數(shù)字技術，而不是復雜的材料或生產工藝。
距離實用又進一步
True North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計算機發(fā)展的主要因素。而這種微芯片則讓我們相信，我們正站在計算機芯片架構發(fā)生徹底變革的十字路口。”
除IBM外，芯片巨頭英特爾、高通等公司也擁有了被工程師稱之為“神經形態(tài)”（neuromorphic）的自主芯片設計。一旦對應可工作的設備開發(fā)出來，工程師們就需要面對一項十分艱巨的任務：說服程序員學習新方法開發(fā)有用的軟件。
IBM已經在嘗試解決這些困難，并正在開發(fā)一款特殊的編程語言和工具套裝來模擬True North芯片的工作流程。長期參與合作項目的康奈爾大學電氣和計算機工程學教授哈吉特-馬諾哈爾（Rajit Manohar）指出：“與其他公司已經開發(fā)出來的多種神經形態(tài)系統(tǒng)相比，這項技術距離實用又進了一步。”
但也有業(yè)內專家表示，現(xiàn)在還無法確定哪家公司在模擬人腦芯片市場占據(jù)了地位。人腦啟發(fā)軟件公司Numenta創(chuàng)始人杰夫-霍金斯（Jeff Hawkins）便是其中之一。
霍金斯認為，類似True North這樣的二元芯片終將讓位于能夠更有效地模擬出人腦聯(lián)系功能的芯片產品，找到正確的神經元結構需要經歷多年的研究過程。
