Neuromorphinen Darwin-prosessori

Keinotekoinen hermoverkko (Artificial Neural Network, ANN) on tietojärjestelmä, joka perustuu biologisten aivojen periaatteiden jäljittelyyn. Niitä sovelletaan laajasti esimerkiksi hahmontunnistuksen, automaattisen säätötekniikan, signaalinkäsittelyn sekä päätöksenteon tukijärjestelmien ja tekoälyn parissa. Zhejiang ja Hangzhou Dianzi yliopistojen tutkijat Kiinasta ovat kehittäneet Spiking Neural Networks (SNN) perustaisen neuromorphisen rinnakkaisprosessorin. He ovat nimenneet toteuttamansa prosessointiyksikkönsä (NPU) Darwiniksi ja se on valmistettu standardilla CMOS-tekniikalla.

Satunnaisesti piikittävä SNN-tietojärjestelmä on biologiaa realistisemmin jäljittelevä ANN, joka suorittaa tietojenkäsittelyä perustuen diskreettiaikaisiin pulssipiikkeihin. Biologisia aivoja paremmin matkivana se voi saavuttaa paremman suorituskyky-teho suhteen.

Nopean Internet-liitäntäisten (IoT) ja älykkäiden laitteistojärjestelmien kehityksen myötä erilaisia älykkäitä laitteita otetaan yhä laajemmin käyttöön kaikkialla, tarjoten monia palveluja ja helpottaen ihmisten elämää, mutta ne tuovat esiin myös haasteita ajaa monimutkaisia älykkäitä algoritmeja pienissä laitteissa.

Darwin NPU tarjoaa kiihdytystä älykkäille algoritmeille, kohteen ollessa rajallisien resurssien sovellusalueilla, vähävirtaisissa pienissä sulautetuissa laitteissa. Se tukee enintään 2048 neuronia, yli 4 miljoonaa synapsia ja 15 eri mahdollista synaptista viivettä. Sen tehonkulutus on 0,84 mW/MHz tyypillisellä 1,8 voltin käyttöjännitteellä.

Se on hyvin konfiguroitavissa, tukien SNN-topologiaa ja monien neuronien ja synapsien parametrien uudelleenkonfigurointia. Sen mahdollisia sovelluksia ovat esimerkiksi älykkäät laitteistojärjestelmät ja robotiikka.

Lisäksi, koska se käyttää tietojenkäsittelyyn ja siirtoon pulssipiikkejä samalla tavalla kuin biologiset hermoverkot, se voi olla sopiva analysoimaan ja käsittelemään biologisia pulssimaisia hermosignaaleja sekä rakentaa aivojen ja tietokoneen välisiä rajapintajärjestelmiä, jotka toimivat rajapintoina eläinten tai ihmisten aivojen kanssa.

Aiheesta aiemmin:

Ihmisaivoja simuloiden

Monimutkaisia biologisia piirejä