高通Zeroth：腦啟發(fā)計(jì)算

2013年10月10日

美國高通公司的技術(shù)設(shè)計(jì)圍繞速度和電源效率展開，從而讓采用高通公司產(chǎn)品的終端流暢運(yùn)行，最大限度地改善電池續(xù)航體驗(yàn)。隨著移動計(jì)算的盛行，我們對日常生活中使用的和互動的移動終端也會有更高的期望值。我們希望這些終端更加智能，可以預(yù)測我們的需求，分享我們對世界的感知，最終使我們與終端的互動更自然。使用傳統(tǒng)的計(jì)算架構(gòu)來實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，相當(dāng)具有挑戰(zhàn)性，特別是在功率和尺寸受限的環(huán)境中——相對于云計(jì)算和的超級計(jì)算機(jī)的應(yīng)用環(huán)境。

過去幾年中，我們的研發(fā)團(tuán)隊(duì)一直致力于開發(fā)一種突破傳統(tǒng)模式的全新計(jì)算架構(gòu)。我們希望打造一個(gè)全新的計(jì)算處理器，模仿人類的大腦和神經(jīng)系統(tǒng)，使終端擁有大腦模擬計(jì)算驅(qū)動的嵌入式認(rèn)知——這就是高通Zeroth。

對于高通Zeroth，我們有三個(gè)主要目標(biāo)：

1.仿生式學(xué)習(xí)

我們希望高通Zeroth產(chǎn)品不僅可以模仿類似人類的感知，而且還擁有學(xué)習(xí)生物大腦如何活動的能力。不需要通過大量代碼對行為和結(jié)果進(jìn)行預(yù)編程，我們已經(jīng)開發(fā)出一套軟件工具，使終端能夠不斷學(xué)習(xí)，并從周圍環(huán)境中獲得反饋。

下面的視頻（http://v.youku.com/v_show/id_XNjIxNjI0NjUy.html）是一個(gè)配備高通Zeroth的機(jī)器人，我們把它放在一個(gè)設(shè)有彩色方格的環(huán)境中。然后，我們教它只走白色方格。我們實(shí)現(xiàn)其是通過基于神經(jīng)傳導(dǎo)物質(zhì)多巴胺的學(xué)習(xí)（又名“正強(qiáng)化”）完成的——而非編寫代碼。

2.使終端能夠像人類一樣觀察和感知世界

Zeroth的另一個(gè)主要支柱功能是盡力再現(xiàn)我們的感官和大腦交流信息的效率。神經(jīng)科學(xué)家建造出了精確描繪生物神經(jīng)元在發(fā)送、接收或處理信息時(shí)行為特征的數(shù)學(xué)模型。神經(jīng)元僅在生物細(xì)胞膜中達(dá)到特定的電壓閾值時(shí)才精準(zhǔn)地發(fā)出電脈沖，也稱 “尖峰脈沖”（spike）。在我們的感官從環(huán)境中收集信息，繼而大腦進(jìn)行信息處理和整合這一過程中，這些脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（SNN）能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行高效編碼和傳輸。

3.神經(jīng)處理單元（NPU）的創(chuàng)造和定義

高通Zeroth的最終目標(biāo)是創(chuàng)造、定義和規(guī)范這一新的處理架構(gòu)——我們稱之為神經(jīng)處理單元（NPU）。我們設(shè)想NPU將應(yīng)用于多種不同的終端，未來也可并行運(yùn)行在系統(tǒng)級芯片（SoC）上。這樣您就可以使用傳統(tǒng)編程語言編寫程序，或利用NPU“訓(xùn)練”終端以實(shí)現(xiàn)類似人類的互動和行為。

Samir Kumar

業(yè)務(wù)發(fā)展總監(jiān)