模拟神经形态芯片的特点是硅神经元与生物神经元的物理行为很是相似 , 但它们的模拟性质也使它们传输的旌旗灯号不那么切确 。 固然在进化上我们的脑已经找到了抵偿其组件不切确的方式 , 但研究人员却将其根基概念带入了数字范畴 。 IBM和英特尔等公司都专注于数字神经形态芯片 , 其硅神经元复制了生物神经元中的信息流动体例 , 但物理道理分歧 。 之所以采纳分歧的物理道理 , 这和传统数字芯片占有了我们绝大大都计较机和电子产物的原因不异 , 缘于其更高的靠得住性和更轻易制造 。

-JeremyUNISEM欧洲有限公司-

构建模块:每个SpiNNaker芯片与存储器封装在一路(左上角) , 然后拼接当作较大的设备 , 如右上角的48节点板 。 多个板子可以毗连在一路 , 形当作更大的SpiNNaker系统(上图) 。
—曼彻斯特大学 , 史蒂夫·弗伯(Steve Furber)和同事们
但这些数字芯片在表现脑架构的体例上连结了其神经形态状况 。 在这些数字神经形态芯片中 , 锋电位以信息包的形式呈现 , 而不是现实的电压转变脉冲 。 戴维斯说道:“这与我们传统上在计较机里设计的所有工具都有很大的分歧 。 ”
不管锋电位的外形若何 , 系统只有在输入达到必然阈值时才会转发信息 , 这使神经形态芯片得以间断地少量耗损电力 , 而非不间断地大量耗损 。 这近似于脑的神经元在任何时辰城市进行交流 , 而不是服从计时员的号令 。 另一方面 , 传统芯片大多是线性的 , 在严酷的内部时钟节制下 , 在存储数据的存储硬件和计较数据的处置器之间穿梭往返传递数据 。
当莫达在设计IBM的神经形态芯片(名为“真海说神聊”[TrueNorth])时 , 他起首阐发了猕猴和人脑中的长距离布线图 , 该图映射了分歧脑区之间的毗连体例[2] 。 他说道:“它真正起头告诉我们长距离毗连、短距离毗连 , 以及关于神经元和突触的动力学性质 。 ”到2011年 , 莫达缔造了一个包含256个硅神经元的芯片 , 与蠕虫秀丽隐杆线虫(C.elegans)的脑规模不异 。 操纵最新的芯片制造手艺 , 莫达将神经元包装得加倍慎密 , 以缩小芯片的体积 , 并将这些芯片中的4096个芯片平铺在一路 , 最终在2014年发布了真海说神聊 , 它包含100万个合当作神经元 , 这与蜜蜂脑的规模差不多 , 并且功耗比传统芯片低几百倍[3] 。

-Matt Chinworth-
真海说神聊等神经形态芯片的人工神经元之间具有很是高的毗连性 , 近似于在哺乳动物脑中看到的环境 。 大规模并行的人脑的850亿个神经元经由过程大约1万亿个突触高度互联 。
真海说神聊要简单得多 , 此中有2.56亿个 “突触” , 毗连其100万个神经元 。 经由过程将多个真海说神聊芯片拼接在一路 , 莫达缔造了两个更大的系统:一个仿真了1600万个神经元和40亿个突触 , 另一个有6400万个神经元和160亿个突触 。 今朝很多机构的200多名研究人员可以免费利用真海说神聊 。
除了神经形态芯片的高度互联和发放脉冲这两大特征外 , 它们还复制了生物神经系统的另一个特征:与传统计较机芯片分歧 , 传统计较机芯片将处置器和存储器放在分歧的处所 , 而神经形态芯片往往有良多细小的处置器 , 每个处置器都有少量的当地内存 。 这种设置装备摆设近似于人脑的组织 , 神经元同时负责数据存储和处置 。 研究人员认为 , 神经形态架构的这一要素可以让用这些芯片构建的模子更好地复制人类的进修和记忆 。
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