英科學(xué)家實(shí)驗(yàn)百萬ARM處理器核心互聯(lián)模擬人腦

曼徹斯特大學(xué)正在從臺(tái)灣得到最多一百萬個(gè)特制的ARM處理器核心，將在名為“U.K. Chips”(英國芯片)的研究項(xiàng)目中用于建造一個(gè)大規(guī)模并行計(jì)算機(jī)“SpiNNaker”(Spiking Neural Network Architecture/尖峰神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu))，試圖模擬人類大腦的工作方式?！?

SpiNNaker項(xiàng)目由曼徹斯特、南安普頓、劍橋、謝菲爾德等地多所大學(xué)和企業(yè)機(jī)構(gòu)聯(lián)合發(fā)起，并得到了500萬英鎊(人民幣近5000萬元)政府資金的支持。負(fù)責(zé)領(lǐng)銜的是曼徹斯特大學(xué)教授Steve Furber，他從事人腦功能與架構(gòu)研究多年，為ARM處理器核心鼻祖Acorn RISC Machine的聯(lián)合設(shè)計(jì)師之一。

在這一項(xiàng)目2005年獲得批準(zhǔn)之后，ARM公司也立即投入了大力支持，向科研團(tuán)隊(duì)提供了處理器和物理IP。

人腦中有大約1000億個(gè)神經(jīng)元和多達(dá)1000萬億個(gè)連接，即使是一百萬顆處理器也只能模擬人腦的1％。神經(jīng)元彼此通過模擬電子尖峰脈沖的方式傳遞信息，SpiNNaker則利用描述數(shù)據(jù)包的方式模擬，并建立虛擬神經(jīng)元。使用封包的電子數(shù)據(jù)意味著SpiNNaker能夠以更少的物理連接像人腦那樣快速傳遞尖峰脈沖。

所有現(xiàn)代計(jì)算機(jī)都擁有一個(gè)中央計(jì)時(shí)器，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)同步所有的三極管、門電路和其它所有CPU零部件，但是大腦卻沒有這樣的計(jì)時(shí)器，SpiNNaker系統(tǒng)也同樣沒有。這就意味著，信號(hào)的發(fā)出和接收不會(huì)經(jīng)過任何時(shí)間同步，這些信號(hào)將會(huì)相互干擾，輸出結(jié)果也會(huì)隨著數(shù)百萬微小的隨機(jī)變化因素而發(fā)生改變。Furber的團(tuán)隊(duì)早在2009年就設(shè)計(jì)了一種測(cè)試芯片，而最新的方案每個(gè)物理Die上都整合了多達(dá)18個(gè)ARM處理器核心和一個(gè)用于路由節(jié)點(diǎn)互聯(lián)的通信層，以及55個(gè)32KB SRAM內(nèi)存塊，與每顆處理器相伴的則是是由美光提供的1Gb DDR SDRAM內(nèi)存，頻率166MHz。這種處理器采用聯(lián)電130nm CMOS工藝制造，300-BGA封裝，尺寸19×19毫米，約有1億個(gè)晶體管。

Furber表示，目前該團(tuán)隊(duì)正在進(jìn)行初期模擬試驗(yàn)，會(huì)在接下來的18個(gè)月內(nèi)逐漸擴(kuò)大規(guī)模，計(jì)劃在2013年年底之前完成所有的工作。（責(zé)編：陶?qǐng)A秀）