IBM展出可再现人脑构造的半导体芯片

IBM在2013年11月28日于日本川崎市举行的“NANOBICSYMPOSIUM·新川崎·由创造之林诞生的未来”上，展出了再现人脑构造的半导体“SyNAPSE(SystemsofNeuromorphicAdaptivePlasticScalableElectronics，神经性自适应塑料可微缩电子系统)芯片”的试制样品。SyNAPSE芯片可对生物学传感器产生反应，模仿并扩展对来自多种信息源的大量数据同时实施分析的人脑能力，发挥相关平台的作用。IBM表示，此次是SyNAPSE芯片首次在日本展出。

SyNAPSE芯片为硅芯片，其架构是从人脑的功能、省电性及紧凑性获得的灵感。人脑由承担运算功能的神经元(神经细胞)、神经元间的接合部(突触)以及连接各神经元的神经轴索构成。IBM为了用半导体再现人脑，用处理器实现了神经元，用存储器实现了突触，用布线实现了神经轴索。此次展示的SyNAPSE芯片集成了256个神经元、1024条神经轴索及256k个突触。该芯片由3.8×106个晶体管构成，利用45nmSOI工艺制造，芯片面积为4.2mm2。其中，神经元部分的面积为0.9mm2，轴索部分的面积为0.7mm2，突触部分的面积为1.0mm2。

目前的计算机系统都是按照定义好的程序实施串行处理，是几十年前设计出来的。这些计算机系统擅长串行编程后的高级及精确处理，但用于实时处理现实社会所产生的带有噪声的模拟大数据时，在功耗等方面受到很大限制。相比之下，容积约为2L的人脑虽然功耗只有约20W，运转较慢，但在根据认识、解释及图形来行动的作业方面表现更为出色。