高仿人脑芯片.pptx

一· 文章主要内容
Ⅰ. 由人脑从事复杂的操作并同时耗能很少且占据很少空间受到启发,研究人员发明了一种可实时从事复杂任务且同时耗能很少的具有脑样接线与架构的电脑芯片。
Ⅱ.集成了 54 亿个硅晶体管,内置了 4096 个内核,100 万个“神经元”、 亿个“突触”,能力相当于一台超级计算机,功耗却只有 65 毫瓦。
这就是 IBM 公布的最新仿人脑芯片:TrueNorth。
二. 芯片的优点
(1)时代背景:

①冯•诺依曼体系是传统计算机的基础。
存储器处理器
处理器--- 反复交换信息----总线
拖慢速度
浪费能量
缺点,瓶颈
分离
(2) 芯片优点:
处理器
存储器和通信部件
完全集成一起
信息的处理完全在本地进行
内存与 CPU 之间的瓶颈不复存在了
通信效率极高,从而大大降低能耗
三. 芯片的构造及仿人脑
神经元
CPU
突触
存储器
信息交流部件
组成
神经突触核网络
神经突触核网络:受到人的神经科学的启发,产生的灵感
一种标准的类似于大脑皮层的微电路当作细胞核
将这种核类似于铺瓦一样拼接成芯片
将芯片仿造大脑功能拼成集合体

(1)信息在核内的传递
神经元—轴突传递过程
第一阶段
同源轴突
神经元
第二阶段
神经元
目标轴突
(2) 这种结构的优点:
①
核与核之间是并联的
突触之间并联成集群
很少有脉冲在核之间长距离传递
传递效率高
②具有可伸缩性: 核被像瓦块一样铺成类似哺乳动物的大脑皮质。
③
灵活性:
每个神经元可以单独配置,支持许多计算及生物相关行为;
每个突触可以被单独打开或关闭,按其功能来分配发挥其有事;
每个神经元轴突连接可根据轴突延迟编程设计
①,②,③
支持丰富的生理动态,
结构连通性
芯片内部功能说明:
(1)在核上
一个核
一个独立寻址突触
一个可配置的突触数组
一个可编程的神经元
(2) 核内信息流动
脉冲
来自任何神经元产生的脉冲
激活
突触
后神经元
水平流动
信息从突触前突
核间网间信息传递:
核
核
路由器
连接到
连接到
分时多功的电线连接
信息被传递
信息
被
数据包
打包
无线WIFI
二维网状路由器
东,西,
南,北,
本地
五个端口
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