2014)はじめまして(の方が多いと思うので...)yasuharuと申します。普段は組み込み関係、特にファームウェアの開発やLSI検証のお仕事をしています。半年ぐらい前の記事になりますが、こんな記事が発表されました。Japanhttp://japan.cnet.com/news/service/35052072/記事を見た時「脳型コンピュータチップってなんだろう?」という感じでした。最初はちょっと目新しいだけなのかな...と思っていましたが、読み進めていくとこれはいけるんじゃないか?と思いました。LSIの開発に関わっていると、LSIの微細化の問題などにより性能の頭打ちは顕著に感じられます。これなら近い将来もさらに計算機の性能があげられそうです。Computingがどういうアイディアを元にしているか・どういう世界を描こうとしているか、論文とともに紹介をしていきたいと思います。Chipの設計、スパコンを使った性能シミュレーション、ASICでの試作、アプリケーションへの展開と着実に進化を遂げています。Modha氏が中心となって進めているようです。今回はこれらのうち、サルの脳の情報伝達の考察、ASICでの試作の部分を取り上げて行きます。Chipの目標とするアーキテクチャを見ていきます。発想の原点となるのは、サルの脳の仕組みです。database(脳の部位ごとの情報伝達などを扱っているデータベース)を元として解析・考察したものがこの論文です。言うと、この論文から以下の知見が得られたようです。前頭葉が脳のネットワークの中心となること各部位はある特定のコアを中心としてサブネットワークを構成する。Chipの設計がされているようです。特定の部位に処理が集中すること複数のコアからなるサブネットワークが構成される。それらは階層構造を持つという2点です。ちなみに、この論文、普段読むようなシステム系論文とは異なり、脳神経系の単語がバンバン出てきます。読むのが大変でした...。Circuit、つまり特定用途に特化したLSIです。実際にLSIを作ってみましょうという話ですね。どれだけのお金が...と言っても、自社のファブだから関係ないのかもしれません。前置きはさておき、このASIC化について述べられた論文が以下のものです。Neuronshttp://www.modha.org/papers/013.CICC2.pdf論文の前置きとして、一般的な脳の情報伝達はどうなってるのか?というのが少し書かれています。これが肝になるアイディアなので、ちゃんと書いておきます。(ただし、図はWikipedaから持ってきたもの、文章は論文からのものなので、図と文が一致しない部分があります。すみません、手を抜きました...。Chipが作られました。このチップの特徴は以下のとおりです。45nmプロセス256のニューロン64kbitのシナプスこの回路は次のブロック図で表されます。軸索からシナプスを通って樹状突起に作用する一連の流れを表します。引用元:http://www.modha.org/papers/013.CICC2.pdf外部からのスパイクを受けて、学習を行い、出力をします。特徴として、同じ構成のチップをたくさんつなげることで、スケールアウトが簡単にできます。ArrayのSRAMの構造です。一般的なSRAMのトランジスタの構成は以下のとおりです。引用元:http://ja.wikipedia.org/wiki/Static_Random_Access_Memory#mediaviewer/File:SRAM_Cell_(6_Transistors).svgしかし、今回の研究で使われているSRAMは以下の構造になります。(図を読み解くヒントとして、下の図では値の記憶部分をインバータで表現していますが、上の図はトランジスタで表現しており、これらは等価なものです。その点だけ気をつければ、違いは大きく一箇所のみです)引用元:http://www.modha.org/papers/013.CICC2.pdf要はrowとcolumn両方ともからread/write可能なSRAMになっています。することで、軸索(axon)に対応するrowの読み書き、樹状突起(dendrite)に対応するcolumnの読み書きを高速に行うことができます。まとめざっくりとした話で、サルの脳から始まるアイディアとASIC化について書いてみました。アプリケーションレイヤーの話などもありますが、一つの記事には長すぎるのでこの辺りでいったん終わりとします。最後にまとめようと思ったのですが、実はこれだけの論文を読んだだけだと「サルの脳」と「ASIC化」の関連性がさっぱりとわかりませんでした...。サルの脳の話はなくても...?という感じがしますが、もう少し読み進めてみないとわかりません。試行錯誤の中で(サルの脳の話は)うやむやになっているのか、この続きは(反応があれば)リアルな場で発表したいと思います。