从9月份机器之心机器之心联合矽说共同推出系列文章「脑芯编」开始，到现在已经发布了四篇文章，这是该系列的第五篇。对硬件感兴趣的同学依然可以后台留言，加入机器之心与矽说的硬件交流群。

〈五〉

真北路上初相见

不知不觉

《脑芯编》已经走过了上半阙

默默挥手告别那些弃剧的看官

也由衷感谢仍然愿意用手指点进来的您

你们是撑住脑心编不烂尾的重要力量

与其肉麻

不如再念一遍诗的上半阙

，（神经元与网络）

。（卷积神经网络）

，（计算体系结构）

。（单指令多数据）

上次我们讲到，现行的计算机体系结构——“冯诺依曼”结构是阻碍深度学习神经网络的一个重要瓶颈。其计算和存储分离的特点，使得神经元计算的效率低下。合理改变指令集，加入乘累加指令和SIMD（单指令多数据）指令可以缓解该问题，但仍然指标不治本。

此时，革“冯诺依曼”的命变成了很多懵逼骚年（讲的是心态，年纪可是很大哦）的选项。非冯架构的深度学习硬件一时间成为了洛阳纸贵的一时之选。这个过程自然有资本主义的糖衣炮弹加持，美国国防部先进项目研究局（传说中的DARPA，可以理解为神盾局？）便在非冯架构上与世界顶级研究机构——IBM合作，搞了个叫SyNAPSE （System of Neuromophic Adaptive Plastic Scalable Electronics，其实synapse在字面上也“突触”的拼法）的项目。从第一阶段到最终，DARPA赞助了IBM 4千2百万刀，打响了深度学习抗冯的第一枪——TrueNorth（真北）。

当然，很多人也把TrueNorth看作深度学习硬件发展史上打得最响的水花。

Neuromophic，替天行道？

任何革命都要师出有名，就算水泊梁山也有个“替天行道”的名头。那真北的“名”在哪里呢？很简单，我们要造一个真“大脑”，而不是计算机这样给冯老爷子当傀儡的“伪电脑”。英语叫做Neuromophic，神经形态的硬件。于是就有了这张图：

真北的设计理念，以人脑为起蓝本，依葫芦画瓢，不带点儿差的。

IBM的工程狮从微观到宏观，将人的大脑分成三个层次——神经核团、脑功能区和脑皮层。每个核团由很多个神经元组成，每个功能区由很多核团组成，一个能完整地进行一项任务的皮层由很多个功能区组成。（是不是好久没有上过码农老师的生物课了，有没有点怀念呢？下面还有。）

对应的，真北架构下，也分为这三个层次。先做了一个核团对应的硬件——neurosynaptic core，每个core由256个输出与输入、以及对应的系数存储，并集成了神经信号的路由器（router）使得信号可以在长距离上游走；在此基础上，一块芯片有64乘64个这样的核团，共4096个，组成了一个“功能区”。而很多完整的应用和复杂的任务，还需要芯片与芯片间的互联，实现一个完整的皮层功能。看，这才是真正的神经形态的“电脑”。

TrueNorth还追求了一个大脑的特点，没有全局时钟控制的信号传递。真北只有帧时钟（1KHz，和intel的3.6GHz比慢了几百万倍哦~），并没有控制信号流的时钟，数据和数据之间采用异步的方式进行通讯，寻求高能效和低功耗。

这里留给读者一个问题：为什么是非冯呢？（提示：memory在哪里？）如果各位看官到这里眼皮还没有搭起来，可以考虑去读读TrueNorth的Science原著，保证一夜睡到天明。

SpikeNN，致命缺陷？

如果有一件事情，可以把昏昏欲睡的人们从周公的世界里拉回来，那一定是——撕逼。

当所有人都觉得TrueNorth要改变人类的时候，惊天一声雷从华山之巅劈下来。出手的，是在神经网络中有“东邪西毒南帝北丐”之称呼的Yann LeCun。（我们在中提到过他。）

　　深度学习的“东邪西毒南帝北丐”F4

Yann大人在Facebook上发了一篇长长的博客来表达自己对True North的不屑。这里节录部分。（冬天了，小编最近比较懒，所以靠复制黏贴凑字数）