НЕЙРОКОМПЬЮТЕРЫ - АРХИТЕКТУРА И РЕАЛИЗАЦИЯ


Нейросигнальный процессор NeuroMatrix NM6403 (фирма Модуль [9], Россия). - часть 2


Базовыми для нейропроцессора являются вычисления вида: Zi= f(Yi) = f (Ui+е(XjWij), (i=1, .. , M;j=, ..,N), где Zi - выходной сигнал i-ro нейрона, Xj - j-й входной сигнал слоя, Ui - смещение i-ro нейрона,Wij -весовой коэффициент j-го входа 1-го нейрона, Yi - сумма взвешенных входов i-го нейрона, f- функция активации, N - количество входных сигналов слоя, М - количество нейронов в слое; Операнды Zi, Xi, Ui и Wij представлены в дополнительном параллельном коде и могут иметь произвольную разрядность. Основными особенностями данного нейропроцессора являются:

  • возможность работы с входными сигналами (синапсами) и весами переменной разрядности (от 1 до 64 бит), задаваемой программно, что обеспечивает уникальную способность нейропроцессора увеличивать производительность с уменьшением разрядности операндов;
  • быстрая подкачка новых весов на фоне вычислений;
  • (24 операции умножения с накоплением за один такт при длине операндов 8 бит);
  • V аппаратная поддержка эмуляции нейросетей большой размерности;
  • реализация функции активации в виде пороговой функции или функции ограничения;
  • наличие двух широких шин (по 64 разряда) для работы с внешней памятью любого типа: до 4Мб SRAM и до 16 Гб DRAM;
  • наличие двух байтовых коммуникационных портов ввода/вывода, аппаратно совместимых с коммуникационными портами TMS320C4x для реализации параллельных распределенных вычислительных систем большой производительности.
  • возможность работать с данными переменной разрядности по различным алгоритмам, реализуемым с помощью хранящихся во внешнем ОЗУ программ.

Рис.3. Конструктивная реализация NeuroMatrix 6403.

Технические характеристики:

  • число вентилей на кристалле - 100.000;
  • размер кристалла - 10 мм * 10.5 мм при технологии 0.7 мкм;
  • потребляемая мощность - не более 3 Вт;
  • пиковая производительность для байтных операндов - 720 MCPS (миллионов соединений или умножений с накоплением в сек.) при тактовой частоте 30 Мгц; при бинарных операциях - 8640 MCPS.

Нейропроцессор благодаря своей универсальности сможет применяться как базовый элемент для плат нейроускорителей PC, для создания нейрокомпьютерных параллельных вычислительных систем большой производительности, а также для аппаратной поддержки операций над матрицами большой размерности и в задачах цифровой обработки сигналов.Используется в нейроускорителях фирмы Модуль (Россия) [9].




- Начало -  - Назад -  - Вперед -