Toshiba представила нейроморфный процессор со сверхмалым энергопотреблением
Компания Toshiba сказала о прогрессе в создании нейронных сетей временного домена (Time Domain Neural Network, TDNN) с применением нейроморфной полупроводниковой цепи со сверхмалым энергопотреблением, талантливой делать операции глубокого обучения. Сеть TDNN складывается из огромного количества обрабатывающих цепей, в которых употребляется не цифровая обработка, как в современных процессорах, а фирменная аналоговая обработка. Как утверждается, такие сети становятся все более актуальными для анализа громадных данных в связи с расширением интернета вещей.
Глубокое обучение требует громадного количества вычислений. на данный момент их делают простые процессоры, не оптимальные для данной задачи, исходя из этого процесс обучения имеет низкую энергетическую эффективность. Ответом может стать отказ от хорошей компьютерной архитектуры, для которой характерны большие накладные затраты на пересылку данных между памятью и процессором.
самая эффективной альтернативой есть наличие огромного числа обрабатывающих цепей, любая из которых трудится с одним элементом комплекта данных, расположенным максимально близко к ней. В ходе преобразования входного сигнала в выходной точкам хранения этих элементов данных присваиваются определенные веса, причем, чем ближе точка к выходному сигналу, тем больший вес она приобретает. Вес является параметром, что машинально руководит глубоким обучением.
Считается, что мозг устроен по такому же принципу, где сила связи между нейронами есть весовым коэффициентом, встроенным в цепи обработки (синапсы). Силой связей определяется выходной сигнал. Попытка воспроизвести эту архитектуру хорошими вычислительными средствами ведет к получению очень громоздких и неэффективных ответов.
В процессоре Toshiba употребляется разработка смешанной аналогово-цифровой обработки TDAMS, созданная в 2013 году. В таком процессоре арифметические операции, к примеру, сложение, выполняются задержкой цифрового сигнала, а для реализации обрабатывающего элемента достаточно всего трех логических вентилей и одного бита памяти. Прототип, изготовленный Toshiba, в котором употребляются ячейки SRAM, продемонстрировал успешное распознавание рукописных знаков.
Наряду с этим энергопотребление было на весьма низком уровне. Для энергопотребления и размеров дальнейшего уменьшения цепи в Toshiba собираются использовать память типа ReRAM.
Разработки в данной области ведут и другие производители. К примеру, сравнительно не так давно поступила информация, что SK Hynix будет разрабатывать нейроморфную микросхему совместно Стэндфордским университетом.
Источник: Toshiba