衛(wèi)星、飛機、無人機……美國空軍在天空部署了很多 “眼睛”。現(xiàn)在它又有了新想法：用大腦一樣的計算機芯片強化系統(tǒng)，讓設備更智能，可以自動識別坦克、防空系統(tǒng)。

美國空軍研究實驗室從IBM引進了神經(jīng)形態(tài)芯片，它可以從雷達航空圖像中識別軍事、民用車輛。這塊芯片非同尋常，它可以用很高的精準度完成工作，跟普通高性能計算機一樣，但是能耗連高性能計算機的二十分之一都不到。

2014年，實驗室與IBM簽下價值55萬美元的合同，它成為第一個付款使用TrueNorth芯片的客戶。在芯片中，一百萬個元素組成網(wǎng)絡，模擬哺乳動物大腦神經(jīng)元結(jié)構(gòu)，它用2.56億個突觸連接，然后用網(wǎng)絡處理數(shù)據(jù)。

這種芯片與現(xiàn)有計算機芯片完全不同，在處理問題時，新芯片的效率更高。美國空軍之所以感興趣，主要是因為它可以驅(qū)動先進的機器視覺技術，一般來說，計算機視覺需要強大的計算力。衛(wèi)星、高空飛機、需要用發(fā)電機驅(qū)動的空中基地、小型無人機，它們都可以使用新芯片。空軍研究實驗室首席電子工程師吳清（Qing Wu）說：“空軍負責的任務區(qū)域包括空中、太空、網(wǎng)絡空間，所有這些地區(qū)都會受到能源的限制。”

吳清曾經(jīng)將TrueNorth和高性能Nvidia計算機Jetson TX-1對比，Jetson TX-1定價約為500美元，它可以為機器（比如汽車、移動機器人）增加機器學習技術。

兩臺競爭電腦用不同的神經(jīng)網(wǎng)絡圖像處理軟件區(qū)分10類軍事民用車輛，這些車輛出現(xiàn)在MSTAR公共數(shù)據(jù)集中。識別的車輛包括俄羅斯T-72坦克、運輸兵員裝甲車、推土機。兩個系統(tǒng)的精準度都達到了95%，但是IBM芯片的能耗只有Nvidia芯片的1/20-1/30。

在處理此類任務時，IBM芯片效率更高。傳統(tǒng)計算機在硬件芯片上運行神經(jīng)網(wǎng)絡軟件，軟件可以用于各種目的，解決各種問題。TrueNorth芯片的硬件專為人工神經(jīng)網(wǎng)絡打造，它用100萬個物理神經(jīng)元解決某種問題。

為什么這種架構(gòu)效率更高呢？吳清解釋說，因為芯片的神經(jīng)元和突觸既可以存儲數(shù)據(jù)，也可以處理數(shù)據(jù)。在傳統(tǒng)系統(tǒng)中，比如Jetson TX-1，運算組件與存儲組件是分開的。也就是說，數(shù)據(jù)必須從內(nèi)存?zhèn)鞯教幚砥鳎治鲋髷?shù)據(jù)回傳然后存儲起來，既費時又費電。

馬西米利亞諾·范西哲（Massimiliano Versace）是波士頓大學神經(jīng)形態(tài)實驗室（Neuromorphics Lab）的主管，他參與了五角大樓的另一個項目。在該項目中，五角大樓向IBM提供資助，讓它開發(fā)TrueNorth芯片。范思哲稱，芯片似乎很有前途。不過他強調(diào)說IBM的芯片犧牲了一些東西。

范思哲解釋稱，在傳統(tǒng)電腦上部署神經(jīng)網(wǎng)絡更加容易，因為Nvidia、谷歌及其它企業(yè)開發(fā)了軟件。IBM的芯片不合常規(guī)，貴很多。范思哲稱：“專用神經(jīng)形態(tài)芯片存在兩大障礙：難以使用，價格很高。”

吳清認為，如果大家對芯片的興趣更大一些，IBM就可以提高產(chǎn)量，降低價格。IBM表示，公司正在努力讓軟件開發(fā)變得更容易一些。