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模擬人腦運作晶片TrueNorth 用於打造超級電腦

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科技產業資訊室 (iKnow) - Kyle 發表於 2016年4月6日
為了深度學習與人工智慧,美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室 (Lawrence Livermore National Laboratory, LLNL)的超級電腦將採用IBM研究院開發腦啟發運算(brain-inspired computing)晶片TrueNorth,以解決世界上最棘手的一些運算難題。

勞倫斯利弗莫爾國家實驗室將於2016年3月31日開始測試一台價值100萬美元的超級電腦。期望透過模擬人類大腦神經元網絡來進行深度學習。

圖一、勞倫斯利弗莫爾國家實驗室將測試TrueNorth超級電腦

Source : IBM,2016年3月

其實,IBM研究院於2014年正式發表第二代神經突觸(neurosynaptic)晶片TrueNorth。它是採用模擬人腦而發展出的晶片架構,具備100萬個可程式化的神經元以及2.56億個可程式化的突觸,每秒每瓦特可進行460億次的突觸操作。如果勞倫斯利弗莫爾國家實驗室採購16顆TrueNorth,則將擁有1600萬個神經元,40億個可程式化的突觸,且只有消耗2.5瓦特電源,相當省電。

前幾年,高通和微軟等公司進入設計用於處理複雜運算的特殊晶片,IBM為了突破在人工智慧的現狀,也加入這場戰局。因為不同應用的確需要不同晶片技術,而IBM研發的TrueNorth就可被應用在深度學習的人工智慧技術之上。

其實根據研究人員發現,從某種程度上來說,人類大腦的構成相當簡單,重點是其能夠解決一些非常複雜的問題,因此,如果將處理晶片設計成模仿人類思考將有助於解決世界上最棘手的一些運算難題。可是以目前技術來說,IBM依舊認為TrueNorth要廣泛投入商業化用途仍需要五至七年時間。所以一旦勞倫斯利弗莫爾國家實驗室能夠將TrueNoth進行測試,則可以加速其發展以縮短上市時程。

就如同人腦一樣,TrueNorth晶片不會消耗很多能量。一般伺服器晶片的功耗大約在150瓦以上,而TrueNorth晶片的功耗只有2.5瓦,的確在功耗上相當省電。可是TrueNorth晶片卻不能像傳統處理器一樣處理一台具備網頁伺服器的產品,甚至其也不能在一個Excel表格中寫下幾列數據。

主要原因是TrueNorth只是執行類似圖像識別,或是某類人工智慧應用。就如同前一陣子Alphabet的AlphaGo軟體擊敗韓國圍棋大師李世石那樣,TrueNorth可以應用在這方面。

換句話說,勞倫斯利弗莫爾國家實驗室是想利用TrueNorth設計的出發點,來達到深度學習應用以及更廣泛的機器學習應用,以解決人類的許多難題。(734字)
 

參考資料:Testing to Start for Computer With Chips Inspired by the Human Brain. The Wall Street Journal, 2016/03/28. at http://www.wsj.com/articles/testing-to-start-for-computer-with-chips-inspired-by-the-human-brain-1459191601


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