SyNAPSE, la puce cognitive

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IBM présente SyNAPSE, (Systems of Neuromorphic Adaptive Plastic Scalable Electronics), une puce qui, copiant le fonctionnement du cerveau humain, permettra de concevoir des ordinateurs capables d'apprendre à partir de leur expérience. Pour ce projet les chercheurs d'IBM collaborent avec Columbia University-NY, Cornell University, University of California, Merced, et University of Wisconsin-Madison.
Elle est décrite dans deux papiers de la Conférence IEEE Custom Integrated Circuits, San Jose, CA, 18-21 septembre 2011.
- Session 12-1, 20 septembre, 9:05
A 45nm CMOS Neuromorphic Chip with a Scalable Architecture for Learning in Networks of Spiking Neurons,
We present a scalable integrated circuit platform for networks of spiking neurons. Through tight integration of memory (synapses) and computation (neurons), a 45nm reconfigurable chip comprising 256 neurons and 64K binary synapses with on-chip learning is demonstrated. Near-threshold, event-driven operation at 0.53V maximizes power efficiency for real-time pattern classification tasks.
- Session 12-2, 20 septembre, 9:30
A Digital Neurosynaptic Core Using Embedded Crossbar Memory with 45pJ per Spike in 45nm
We fabricated a key building block of a modular neuromorphic architecture, a neurosynaptic core, with 256 digital integrate-and-fire neurons and a 1024 by 256 bit SRAM crossbar memory for synapses using IBM's 45-nm SOI process. Our fully digital implementation is able to leverage favorable CMOS scaling trends, while ensuring one-to-one correspondence between hardware and software. The core is fully configurable in terms of neuron parameters, axon types, and synapse states and is thus amenable to a wide range of applications.

L'objectif de SyNAPSE est de créer un système qui analyse les informations recueillies auprès de multiples capteurs et qui est capable d'adapter sa configuration à l'environnement analysé. Les ordinateurs 'cognitifs' construits avec ces puces ne seront pas programmés de la même manière que les ordinateurs d'aujourd'hui. Ils apprendront de leurs expériences, trouvant des corrélations, élaborant des hypothèses, se rappelant les résultats, imitant ainsi le cerveau humain.
Deux prototypes sont en essais, gravés avec une définition de 45 nanomètres sur du silicium sur isolant, et contiennent l'équivalent de 256 "neurones". La technologie pourrait à terme réduire consommation et dimensions de plusieurs ordres de grandeur. IBM teste deux architectures : l'une avec 262 144 synapses (liens entre cellules nerveuses) programmables, l'autre avec 65 536 synapses d'apprentissage. IBM a pour objectif un système de 10 millions de "neurones", très loin du cerveau humain, qui en comprend 100 milliards.

 

 
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