衛(wèi)星、飛機(jī)、無(wú)人機(jī)……美國(guó)空軍在天空部署了很多 “眼睛”。現(xiàn)在它又有了新想法：用大腦一樣的計(jì)算機(jī)芯片強(qiáng)化系統(tǒng)，讓設(shè)備更智能，可以自動(dòng)識(shí)別坦克、防空系統(tǒng)。
美國(guó)空軍研究實(shí)驗(yàn)室從IBM引進(jìn)了神經(jīng)形態(tài)芯片，它可以從雷達(dá)航空?qǐng)D像中識(shí)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(jì)算機(jī)一樣，但是能耗連高性能計(jì)算機(jī)的二十分之一都不到。
2014年，實(shí)驗(yàn)室與IBM簽下價(jià)值55萬(wàn)美元的合同，它成為第一個(gè)付款使用TrueNorth芯片的客戶。在芯片中，一百萬(wàn)個(gè)元素組成網(wǎng)絡(luò)，模擬哺乳動(dòng)物大腦神經(jīng)元結(jié)構(gòu)，它用2．56億個(gè)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(jì)算機(jī)芯片完全不同，在處理問(wèn)題時(shí)，新芯片的效率更高。美國(guó)空軍之所以感興趣，主要是因?yàn)樗梢则?qū)動(dòng)先進(jìn)的機(jī)器視覺(jué)技術(shù)，一般來(lái)說(shuō)，計(jì)算機(jī)視覺(jué)需要強(qiáng)大的計(jì)算力。衛(wèi)星、高空飛機(jī)、需要用發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的空中基地、小型無(wú)人機(jī)，它們都可以使用新芯片?？哲娧芯繉?shí)驗(yàn)室首席電子工程師吳清（Qing Wu）說(shuō)：“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(huì)受到能源的限制?！?/p>
吳清曾經(jīng)將TrueNorth和高性能Nvidia計(jì)算機(jī)Jetson TX－1對(duì)比，Jetson TX－1定價(jià)約為500美元，它可以為機(jī)器（比如汽車、移動(dòng)機(jī)器人）增加機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)。
兩臺(tái)競(jìng)爭(zhēng)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(shí)別的車輛包括俄羅斯T－72坦克、運(yùn)輸兵員裝甲車、推土機(jī)。兩個(gè)系統(tǒng)的精準(zhǔn)度都達(dá)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(shí)，IBM芯片效率更高。傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)在硬件芯片上運(yùn)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(wèn)題。TrueNorth芯片的硬件專為人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)打造，它用100萬(wàn)個(gè)物理神經(jīng)元解決某種問(wèn)題。
為什么這種架構(gòu)效率更高呢？吳清解釋說(shuō)，因?yàn)樾酒纳窠?jīng)元和突觸既可以存儲(chǔ)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(yùn)算組件與存儲(chǔ)組件是分開(kāi)的。也就是說(shuō)，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(chǔ)起來(lái)，既費(fèi)時(shí)又費(fèi)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(shí)驗(yàn)室（Neuromorphics Lab）的主管，他參與了五角大樓的另一個(gè)項(xiàng)目。在該項(xiàng)目中，五角大樓向IBM提供資助，讓它開(kāi)發(fā)TrueNorth芯片。范思哲稱，芯片似乎很有前途。不過(guò)他強(qiáng)調(diào)說(shuō)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?yàn)镹vidia、谷歌及其它企業(yè)開(kāi)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(jià)格很高?！?/p>
吳清認(rèn)為，如果大家對(duì)芯片的興趣更大一些，IBM就可以提高產(chǎn)量，降低價(jià)格。IBM表示，公司正在努力讓軟件開(kāi)發(fā)變得更容易一些。