7月22日消息，荷蘭埃因霍溫理工大學的研究人員開發(fā)了一種能夠進行片上訓練的設備，無需將訓練好的模型傳輸?shù)叫酒希瑥亩谖磥黹_辟了更節(jié)能的人工智能（AI）芯片。

據(jù)了解，該開發(fā)使用神經(jīng)形態(tài)架構，但已適應主流人工智能框架，而不是脈沖網(wǎng)絡。訓練神經(jīng)形態(tài)網(wǎng)絡可能很乏味、耗時且能源效率低下，因為模型通常首先在計算機上訓練，然后傳輸?shù)叫酒稀?/p>

“在神經(jīng)形態(tài)芯片中，有憶阻器。這些電路設備可以'記住'過去有多少電荷流過它們。”TU/e.機械工程系副教授Yoeri Van de Burgt說，他與Evaline van Doremaele合作參與了該項目。“而這正是以大腦神經(jīng)元如何存儲信息和相互通信為模型的設備所需要的。”

在計算機上完成訓練后，來自網(wǎng)絡的權重被映射到芯片硬件。另一種方法是在原位或硬件中進行訓練，但當前設備需要逐個編程，然后進行錯誤檢查。這是必需的，因為大多數(shù)憶阻器都是隨機的，如果不檢查設備，就不可能更新設備。

“這些方法在時間、能源和計算資源方面成本高昂。為了真正利用神經(jīng)形態(tài)芯片的能源效率，需要直接在神經(jīng)形態(tài)芯片上進行訓練，“Van de Burgt說。

對于研究人員來說，主要的挑戰(zhàn)是將芯片上訓練所需的關鍵組件集成到單個神經(jīng)形態(tài)芯片上。

“例如，要解決的一項主要任務是包含電化學隨機存取存儲器（EC-RAM）組件，”Van de Burgt說。“這些是模仿大腦中神經(jīng)元的電荷儲存和發(fā)射的組件。

研究人員制造了一個基于由有機材料制成的EC-RAM組件的兩層神經(jīng)網(wǎng)絡，并通過廣泛使用的訓練算法反向傳播和梯度下降的演變來測試硬件。

反向傳播算法的硬件實現(xiàn)使用原位隨機梯度下降逐步更新每一層，避免了存儲要求。該設計包括原位誤差計算和多層硬件實現(xiàn)的神經(jīng)網(wǎng)絡中的漸進式反向傳播方法。與軟件中的傳統(tǒng)反向傳播相比，這具有相同的學習特性和分類性能，研究人員表明，它可以擴展到大型和深度神經(jīng)網(wǎng)絡，從而實現(xiàn)人工智能系統(tǒng)的高效訓練。

“我們已經(jīng)證明這適用于小型兩層網(wǎng)絡，”van de Burgt說。“接下來，我們希望讓工業(yè)界和其他大型研究實驗室參與進來，這樣我們就可以建立更大的硬件設備網(wǎng)絡，并用現(xiàn)實生活中的數(shù)據(jù)問題來測試它們。

下一步將使研究人員能夠證明這些系統(tǒng)在訓練以及運行有用的神經(jīng)網(wǎng)絡和人工智能系統(tǒng)方面非常有效。“我們希望將這項技術應用于幾個實際案例，”Van de Burgt說。“我的夢想是讓這些技術在未來成為人工智能應用的常態(tài)。