Нейроморфный процессор Алтай-2

Нейроморфный процессор Алтай-2 – это сверхбольшая интегральная схема (СБИС) с вычислительной архитектурой, которая имитирует работу биологических сенсорных и нервных систем. Нейроморфный процессор Алтай-2 предназначен для исполнения импульсных нейронных сетей, созданных с помощью компонентов платформы или с помощью тернарных слоев пакета ANN2SNN. В архитектуре процессора Алтай-2 реализован принцип "вычисления рядом с памятью", позволяющий избежать характерных для архитектуры фон Неймана избыточных энергозатрат на передачу данных между блоком памяти и вычислительным ядром. Нейроморфный процессор Алтай-2 обладает низким энергопотреблением.

Искусственная нейронная сеть, работающая на основе асинхронной передачи импульсов (спайков) между нейронами.

Для исполнения импульсной нейронной сети необходимо подключить объединительную плату с нейроморфным процессором Алтай-2 к компьютеру с помощью интерфейсов PCI-E или USB.

Основной структурной единицей архитектуры нейроморфного процессора Алтай-2 является ядро. Ядро объединяет в себе группу нейронов и память для хранения их параметров. Функцию нейронов в ядре выполняет конечный автомат, который моделирует поведение нейронов-интеграторов с утечкой (англ. Leaky Integrate-and-Fire Neuron, далее также "LIF-нейроны").

Синхронизация работы всех нейронов импульсной нейронной сети осуществляется с помощью сигнала тик, после подачи которого потенциалы всех нейронов последовательно обновляются всеми ядрами и при необходимости испускаются спайки. За тик ядро выполняет 262 144 синаптических операций. При этом частота тика не превышает 2000 Гц. Одна синаптическая операция выполняется за один такт синхросигнала с частотой 600 МГц.

Квант времени, за который выполняется вычисление функции всех нейронов в ядре. За время тика все спайки, сгенерированные ядрами или поступившие на входные линии нейронов, доставляются до целевых нейронов.

Нейроморфный процессор Алтай-2 имеет регулярную структуру ядер в виде прямоугольной сети, в которой каждое ядро непосредственно связано со своими 4 соседями. Для передачи спайков между нейронами разных ядер реализован механизм маршрутизации таких сигналов по сети ядер. Соответственно, при выполнении функции нейрона к потенциалу моделируемого нейрона могут быть добавлены значения нейронных потенциалов, отправленных нейронами из других ядер.

В нейроморфном процессоре Алтай-2 предусмотрена возможность масштабирования за счет увеличения количества СБИС. По вопросам масштабирования вам нужно обратиться к специалистам АО "Лаборатория Касперского".

Общие сведения о нейроморфном процессоре Алтай-2