衛(wèi)星、飛機、無人機……美國空軍在天空部署了很多 “眼睛”?,F(xiàn)在它又有了新想法:用大腦一樣的計算機芯片強化系統(tǒng),,讓設(shè)備更智能,,可以自動識別坦克,、防空系統(tǒng)。
美國空軍研究實驗室從IBM引進了神經(jīng)形態(tài)芯片,,它可以從雷達航空圖像中識別軍事,、民用車輛。這塊芯片非同尋常,,它可以用很高的精準(zhǔn)度完成工作,,跟普通高性能計算機一樣,但是能耗連高性能計算機的二十分之一都不到,。
2014年,,實驗室與IBM簽下價值55萬美元的合同,它成為第一個付款使用TrueNorth芯片的客戶,。在芯片中,,一百萬個元素組成網(wǎng)絡(luò),,模擬哺乳動物大腦神經(jīng)元結(jié)構(gòu),它用2.56億個突觸連接,,然后用網(wǎng)絡(luò)處理數(shù)據(jù),。
這種芯片與現(xiàn)有計算機芯片完全不同,在處理問題時,,新芯片的效率更高,。美國空軍之所以感興趣,主要是因為它可以驅(qū)動先進的機器視覺技術(shù),,一般來說,計算機視覺需要強大的計算力,。衛(wèi)星,、高空飛機、需要用發(fā)電機驅(qū)動的空中基地,、小型無人機,,它們都可以使用新芯片??哲娧芯繉嶒炇沂紫娮庸こ處焻乔澹≦ing Wu)說:“空軍負(fù)責(zé)的任務(wù)區(qū)域包括空中,、太空、網(wǎng)絡(luò)空間,,所有這些地區(qū)都會受到能源的限制,。”
吳清曾經(jīng)將TrueNorth和高性能Nvidia計算機Jetson TX-1對比,,Jetson TX-1定價約為500美元,,它可以為機器(比如汽車、移動機器人)增加機器學(xué)習(xí)技術(shù),。
兩臺競爭電腦用不同的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)圖像處理軟件區(qū)分10類軍事民用車輛,,這些車輛出現(xiàn)在MSTAR公共數(shù)據(jù)集中。識別的車輛包括俄羅斯T-72坦克,、運輸兵員裝甲車,、推土機。兩個系統(tǒng)的精準(zhǔn)度都達到了95%,,但是IBM芯片的能耗只有Nvidia芯片的1/20-1/30,。
在處理此類任務(wù)時,IBM芯片效率更高,。傳統(tǒng)計算機在硬件芯片上運行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)軟件,,軟件可以用于各種目的,解決各種問題,。TrueNorth芯片的硬件專為人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)打造,,它用100萬個物理神經(jīng)元解決某種問題,。
為什么這種架構(gòu)效率更高呢?吳清解釋說,,因為芯片的神經(jīng)元和突觸既可以存儲數(shù)據(jù),,也可以處理數(shù)據(jù)。在傳統(tǒng)系統(tǒng)中,,比如Jetson TX-1,,運算組件與存儲組件是分開的。也就是說,,數(shù)據(jù)必須從內(nèi)存?zhèn)鞯教幚砥?,分析之后?shù)據(jù)回傳然后存儲起來,既費時又費電,。
馬西米利亞諾·范西哲(Massimiliano Versace)是波士頓大學(xué)神經(jīng)形態(tài)實驗室(Neuromorphics Lab)的主管,,他參與了五角大樓的另一個項目。在該項目中,,五角大樓向IBM提供資助,,讓它開發(fā)TrueNorth芯片。范思哲稱,,芯片似乎很有前途,。不過他強調(diào)說IBM的芯片犧牲了一些東西。
范思哲解釋稱,,在傳統(tǒng)電腦上部署神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)更加容易,,因為Nvidia、谷歌及其它企業(yè)開發(fā)了軟件,。IBM的芯片不合常規(guī),,貴很多。范思哲稱:“專用神經(jīng)形態(tài)芯片存在兩大障礙:難以使用,,價格很高,。”
吳清認(rèn)為,,如果大家對芯片的興趣更大一些,,IBM就可以提高產(chǎn)量,降低價格,。IBM表示,,公司正在努力讓軟件開發(fā)變得更容易一些。