В TrueNorth используется 5,4 млрд транзисторов, организованных в 4096 вычислительных ядер, каждое из которых эмулирует работу 256 нейронов. Таким образом, один чип алгоритмически воссоздаёт массив из 220 нейронов и на порядок больше синапсов.
У TrueNorth при масштабировании нет потерь на синхронизацию, поэтому кластер из 16 нейроморфных процессоров эмулирует в кремнии ≅ 16,7 млн. нейронов и более 4 млрд синапсов. «Мы начали создавать нейросинаптические суперкомпьютеры», – написали в своём блоге разработчики IBM, когда впервые объединили несколько процессоров TrueNorth в единую вычислительную систему.
Каждое ядро TrueNorth содержит планировщик заданий, собственную память типа SRAM (в ней хранятся информация о других ядрах, состояния нейронов и синапсов) и маршрутизатор для связи с другими ядрами. Любое ядро может взаимодействовать с любым другим, но всегда стремится выбрать кратчайший путь обмена данными.
Чип TrueNorth работает на частоте около одного килогерца и выполняет 46 млрд операций с синапсами в секунду, потребляя в среднем 70 милливатт. Даже при моделировании сложных периодических нейронных сетей TrueNorth требуется менее 100 мВт. Весь кластер из 16 чипов потребляет (с учётом всех потерь мощности) менее 2,5 ватт. Такая же обрабока нейросетей на суперкомпьютере потребовала бы в 176 тыс. раз большей мощности (440 КВт).
Сумма контракта на поставку шестнадцати нейропроцессоров второго поколения составила $1 млн.
Исследования, проведенные в отраслевой лаборатории радиоэлектронных систем Северо - Западного политехнического института, показали, что особые таланты прибор проявляет в распознавании речевых и оптических образов.
...
Для того, чтобы, например, распознать определенный голос, не нужно составлять специальных программ— они “вырабатываются” здесь автоматически, в процессе “обучения” прибора. Звук, преобразованный в электрические сигналы, поступает в аппарат и с помощью особого устройства мгновенно запоминается. В дальнейшем прибор уже может распознавать его среди любых других звуков.
Что это обещает? Например, прибор дает сигнал совершать то или иное действие только по команде определенных лиц и не “откликается” на другие голоса. А какие возможности открываются перед теми, кто охотятся за голосами птиц, рыб, животных! Или хочет судить о состоянии двигателя по его “шумовым характеристикам. В оптическом варианте использования прибора можно безошибочно определять среди потока деталей брак, различать цвета и даже тончайшие их оттенки, “читать” книжный текст.
Все процессы протекают внутри прибора исключительно быстро.
ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОЛИТРОНА
Распознавание образов с высокой достоверностью, скоростью и минимальными энергетическими затратами. Раннее прогнозирование погоды, стихийных бедствий и катастроф, а также надежности работы различных технических систем и устройств. Раннее прогнозирование различных заболеваний. Оптимальное управление техническими и биологическими системами. Связь на ближних и дальних расстояниях через эфир и через сплошные среды с предельно высокой помехозащищенностью и минимальными энергетическими затратами. Получение достоверной информации из труд недоступных мест. Прогнозирование в геологоразведке.
Проводимые исследования в этих и других смежных направлениях, выполняемые в течение длительного времени рядом научных коллективов под руководством А.И.Ставицкого, показали феноменальные результаты. В действующих установках политронные системы демонстрировались на престижных выставках, в частности, на Выставке Достижений Народного Хозяйства СССР. Они также нашли свое отражение во многих докладах, публикациях и авторских свидетельствах на изобретения. Некоторые из них приводятся здесь.
Следует также отметить, что политрон вошел в список наиболее перспективных вакуумных приборов, освоенных отечественной промышленностью, которые были отмечены Государственной Премией СССР.
Политрон устойчив к радиации и высоким температурам. Диапазон рабочих частот от 0 до 3 мГц.
Чип TrueNorth изготовлен по планарной полупроводниковой технологии по техпроцессу 28 нм на заводе Samsung. Он содержит 5.4 миллиарда транзисторов(что делает его одним из крупнейших на момент выпуска)...