Электронный мозг

Илья Разумов (razumov@inbox.ru)

Спецвыпуск: Хакер, номер #055, стр. 055-008-3

Рассмотрим тот же NM 6403. Центральное звено - векторный блок, оперирующий 64-разрядными словами. Одновременно может обрабатываться до 32-х подобных слов. При этом на каждую инструкцию векторного процессора затрачивается от 1 до 32-х тактов. Примечательно, что векторные инструкции могут выполняться параллельно с инструкциями скалярного процессора. Следом за своим легендарным предшественником идет модель NM 6404 с тактовой частотой 133 МГц (у 6403 - 50 МГц). NM6404 - высокопроизводительный DSP-ориентированный RISC-процессор. По системе команд совместим с NM6403. Имеются два идентичных программируемых интерфейса для работы с внешней памятью различного типа и два коммуникационных порта для возможного построения многопроцессорных систем.

Конкурент российского NM 6403 - нейпроцессор MA16 от компании Siemens, изготовленный на основе комплементарных транзисторов с изолированным затвором. Состоит из 610 тыс. транзисторов и выполняет 400 млн. операций сложения и умножения в секунду. Работа процессора распараллелена на четыре одинаковых процессорных элемента. Используется в качестве элементной базы нейрокомпьютера Synaps 1 и нейроускорителей Synaps 2 и Synaps 3.

Всемирно известные компании IBM и Intel также занимаются разработкой нейпроцессоров. Продукт Intel ETANN 80170NX представляет собой сверхбольшую интегральную схему (СБИС) и содержит 64 нейрона. Каждый из 64-х входов соединен с 64-мя синапсами. Обучение проводится в два этапа, так как простого получения удовлетворительного уровня ошибки недостаточно для точного моделирования аналоговой работы схемы. Вторым этапом является CIL-trainig, в результате которого веса записываются в СБИС после каждого цикла, а выход сети используется в процессе обучения.

Разработка компании IBM, ZISC036, представляет собой нейропроцессор векторно-прототипной архитектуры и содержит 36 нейронов. Чип запоминает прототипные векторы весов, а затем соотносит их с входным вектором. Время загрузки входного вектора составляет 3,5 мс, время появления результата - 0,5 с.

Другое программирование

Не могу не упомянуть то, что нейрокомпьютинг принципиально меняет сам способ использования персональных компьютеров. Здесь на место программирования, по сути, приходит обучение нейрокомпьютера. Тем не менее, есть существенные особенности программирования средств аппаратной поддержки нейронных вычислений. Как уже говорилось, нейрокомпьютеры состоят из множества работающих параллельно нейронов, поэтому в нейровычислениях на первый план выходят задачи параллельной обработки данных. Впрочем, тема параллельных вычислений вовсе не нова и пришла не из мира нейрокомпьютеров. Однако в нейрокомпьютинге слово "параллельный" наполняется особым смыслом. Дело в том, что важно предусмотреть не только параллельную работу нескольких процессоров, но и параллельную обработку различных данных на одном и том же процессоре. Здесь важно организовать не только сам процесс вычислений, но и продумать подготовку данных с целью предотвращения взаимной блокировки выполняемых одновременно процессов.