美空军尝试打造人工智能超级计算系统

《科技媒体》网站(www.hpcwire.com)发布消息称，美国空军正在尝试打造人工智能超级计算系统。

IBM和美国空军研究实验室(AFRL)当日宣布，他们正在合作研发行业首款基于64块芯片阵列IBM真北神经突触系统（TrueNorth Neurosynaptic System）的类脑超级计算系统。IBM正在为美国空军研究实验室构建的这个可扩展平台将具有端到端的软件生态系统，旨在实现深度神经网络学习和信息发现。该系统的高级模式识别能力和感觉处理能力将相当于6400万个神经元和160亿个突触，而这套处理器组件的能耗与一个昏暗的灯泡差不多——功率只有10瓦。

IBM研究人员认为，与使用常规芯片的系统相比，基于真北芯片的类脑神经网络设计在模式识别和集成感觉处理方面的效率要高得多。美国空军研究实验室正在调研该系统在嵌入式、移动式、自动化设置中的应用。目前在这些应用中，尺寸、重量和功率(SWaP)是关键的制约因素。

IBM的真北神经突触系统可以高效地把来自于多个分布式传感器的数据（例如图像、视频、音频和文本）实时转换为符号。美国空军研究实验室将把这一系统的“右脑”感知能力与传统计算机系统的“左脑”符号处理能力结合起来。该系统的巨大规模将实现“数据并行性”和“模型并行性”，其中“数据并行性”意味着多个数据源能够在同一神经网络中并行运行，而“模型并行性”是指独立的神经网络能够形成在同一数据上并行运行的集合。

“我们是最早采用真北芯片将数据转换为决策的机构。”美国空军研究实验室信息管理部主任表示，“这套新型神经突触系统将用于支持对我们的任务至关重要的新计算能力，以探索、研制原型机器和展示具有高影响力、革新性的技术，从而使美国空军和美国保持其卓越的技术优势。”

“IBM 真北神经突触系统的出现有力地证明了我们在人工智能硬件创新领域争先创优的决心。”IBM阿尔马登研究院（IBM Research – Almaden）研究员说，“在过去六年中，IBM将每个系统的神经元数量从256个增加到6400万多个，每年增长800％。”

该系统可安装在标准服务器机架上的一个4U高(约18厘米)空间中。8个这样的系统将使每个机架达到前所未有的5.12亿个神经元。该系统中的单个处理器由54亿个晶体管组成，这些晶体管组成了4096个神经核，构成了一个包含100万个数字神经元的阵列，这些神经元通过2.56亿个电子突触相互通信。对于CIFAR-100数据集，真北实现了近乎最高的精度，同时以大于1500帧/秒的速度运行，功耗为200mW(效率高于每瓦7000帧/秒)——所需的速度和能量相对于在传统计算机上运行同样的神经网络进行推理都要低了很多个数量级。

IBM真北神经突触系统最初是在美国国防部高级研究计划署(DARPA)的神经形态自适应塑料可扩展电子系统(SyNAPSE)项目的资助下，与美国康奈尔大学联合开发的。2016年，真北团队获得了首届Misha Mahowald神经形态工程奖，并被收入美国计算机历史博物馆(Computer History Museum)。目前，真北的研究由来自于五大洲的40多所大学、政府实验室和行业合作伙伴联合进行。