事件:美國當(dāng)?shù)貢r間8月3日,IBM官方宣布其蘇黎世研究中心制成了世界上第一個人造納米尺度隨機(jī)相變神經(jīng)元,可用于制造高密度、低功耗的認(rèn)知學(xué)習(xí)芯片,。

IBM已經(jīng)構(gòu)建了由500個該神經(jīng)元組成的陣列,并讓該陣列以模擬人類大腦的工作方式進(jìn)行信號處理,。

點評:

IBM人造神經(jīng)元實際上是利用相變材料特性模擬大腦最基本物理機(jī)制。大腦最基本單元神經(jīng)元物理機(jī)理類似于電阻和電容:神經(jīng)元薄膜阻止電流直接通過,但同時又在吸收能量,當(dāng)能量吸收到一定程度,它就向外發(fā)射自己產(chǎn)生的信號被其他神經(jīng)元接收,然后再重復(fù)這一過程。IBM研發(fā)的全球首個人造相變神經(jīng)元正是利用相變材料GST合金實現(xiàn)大腦神經(jīng)元的這種物理機(jī)制。

GST合金可以通過電流實現(xiàn)相變,晶相下GST合金是絕緣的,而非晶相下GST合金是導(dǎo)電的。與生物神經(jīng)元相同,人造神經(jīng)元輸入端累計電流,GST合金由晶相慢慢相變?yōu)榉蔷嚅_始導(dǎo)電,最終電流通過,產(chǎn)生神經(jīng)信號,。而一段時間后,GST合金會恢復(fù)為晶相,神經(jīng)元重置。而且GST合金每次重置后都會和之前略有區(qū)別,這就產(chǎn)生了與生物神經(jīng)元類似的隨機(jī)性,。

人造相變神經(jīng)元有望成為人工智能時代的"晶體管",意義重大,。相變神經(jīng)元因為充分模擬了大腦神經(jīng)元的基本物理機(jī)制,具備高信號傳輸速度卻功耗極低的特性,且能夠?qū)崿F(xiàn)生物神經(jīng)元的隨機(jī)性。更重要的是該神經(jīng)元采用的相變材料GST合金是相當(dāng)成熟的材料(藍(lán)光光盤功能材料),可歷經(jīng)幾十億次工作而不損壞(壽命長),體積極小(IBM論文中提出可以做到14納米),因此是制造高密度,、低功耗的人工智能芯片的絕佳器件,。60多年前晶體管的誕生成為集成電路革命的先聲,從而奠定了整個信息時代的基石。IBM人造相變神經(jīng)元有望成為人工智能時代的"晶體管",從基礎(chǔ)器件層面引領(lǐng)人工智能時代的到來,。

進(jìn)一步驗證人工智能芯片發(fā)展路線圖,。我們在此前《芯際爭霸》人工智能芯片深度報告中前瞻指出,按照設(shè)計的目的從加速深度學(xué)習(xí)算法到希望從底層結(jié)構(gòu)模擬人腦來更好實現(xiàn)智能,人工智能芯片將從目前采用GPU,、FPGA等已有芯片的過渡態(tài)向?qū)Ｓ枚ㄖ菩酒㈩惸X計算芯片形態(tài)發(fā)展,IBM制成世界上第一個人造納米尺度隨機(jī)相變神經(jīng)元再度驗證了我們提出的人工智能芯片發(fā)展路線圖,。IBM目前已經(jīng)構(gòu)建了由500個該人造神經(jīng)元組成的陣列,并讓該陣列以模擬人類大腦的工作方式進(jìn)行信號處理,未來有望從器件層面帶來整個基礎(chǔ)計算架構(gòu)的顛覆性革命,。