Нейровычислители Synapse

Компания Siemens Nixdorf Infor-mationssysteme (SNI) — дочернее предприятие концерна Siemens в сотрудничестве с Маннгеймским университетом создала нейрокомпьютер под названием Synapse 1, который появился на рынке в середине 1994 г., в дальнейшем были выпущены нейроускорители Synapse 2 и Synapse 3. Таким образом, SNI стала первой европейской фирмой, выпустившей нейрокомпьютеры. В настоящее время нейроускорители распространяются французской фирмой Tiga Technologies (gouimenou.tiga@wanadoo.fr).

Сфера применения нейромодулей — распознавание речи, изображений, образов, ускорение работы программных эмуляторов. Сложность моделирования на рабочей станции процесса самообучения для нейронных сетей до сих пор тормозила разработку нейронных применений, поскольку каждый шаг в обучении требует много времени. Что касается Synapse, то за один час самообучения он достигает таких же результатов, что и нейронные сети в обычном компьютере за целый год.

Эти системы обладают скалярной многопроцессорной архитектурой и наращиваемой памятью.

В состав Synapse 2 входят: один нейрочип МА16 (40 Гц), управляющий сигнальный процессор TMS320C50 (55 МГц), модуль целочисленной обработки на базе TMS320C50 (55 МГц), память образцов (Y-memory) и память весов (W-memory). Структурная схема нейроускорителя Synaps 2 представлена на рис. 8.

Серийно выпускаемые нейроускорители Synapse 3 поставляются с двумя процессорами МА 16. Пиковая эффективность одной нейроплаты Synapse 3 — 2,4 млрд.оп./с. Программное обеспечение работает в среде UNIX/XWIND и реализовано на C++. Нейронная сеть тоже описывается на С++ или может вводиться интерактивно с помощью графического интерфейса типа OSF/Motif, что позволяет визуализировать конфигурацию СБИС после отображения на неё структуры сети. Средства тестирования и эмуляции развиты очень хорошо.

Сравнительная диаграмма производительности нейроплат и Pentium200 на матричных операциях приведена на рис.

Нейроплата CNAPS/PC-128 фирмы Adaptive Solutions

Плата CNAPS/PC была анонсирована в США в ноябре 1995 года. Она обладает рядом характеристик, которые на первый взгляд кажутся фантастическими. При обучении на сложных данных нейроплата превосходит ПК на базе Pentium по быстродействию в несколько сотен раз (на отдельных тестах — до 1000). Нейроплата позволяет прогнозировать заведомо “гиблые” задачи — текущую ситуацию на мировом валютном рынке, динамику политических событий в регионах и даже исход футбольных матчей.

Старшая модель семейства имеет пиковое быстродействие 2,27 млрд.соединений/с, что позволяет сократить время аналитической обработки данных. Для сравнения: при решении нейросетевых задач стандартные персональные компьютеры показывают следующее быстродействие:

· 486 / 50 MГц — 750 тыс.соед./с;

· Pentium / 90 MГц — 1980 тыс.соед./с.

Конструктивно нейроплата CNAPS/PC представляет собой полноразмерную плату, вставляемую в слот расширения PC (поддерживаются шины ISA и PCI). На плате размещены 2 либо 4 нейроБИС, реализующие 64 либо 128 нейропроцессоров, соответственно. Кроме того, плата содержит 512 Кбайт быстродействующей кэш-памяти и стандартный SIMM ОЗУ — 4 Мб (может быть расширен до 36 Мб).

Нейроускорители фирмы IBM

ISA ускоритель с 16 x ZISC 036

ZISC/ISA предназначен для IBM PC совместимых компьютеров. Ускоритель построен на 16 ZISC036 процессорах и имеет 576 нейронов. Возможна установка нескольких карт, одна из которых работает в режиме Master, а другие — в Slave.