Darwin3：一种具有新颖ISA和片上学习的大规模神经形态芯片
神经与进化计算
2024-01-01 v1 硬件体系结构
摘要
脉冲神经网络（SNN）因其生物合理性和潜在的计算效率提升而受到越来越多的关注。为了匹配SNN中的高时空动态，非常需要神经形态芯片直接在基于硬件的神经元和突触电路中执行SNN。本文介绍了一款名为Darwin3的大规模神经形态芯片，它具有新颖的指令集架构（ISA），包含10条主要指令和一些扩展指令。它支持灵活的神经元模型编程和局部学习规则设计。Darwin3芯片架构采用计算节点网格设计，并具有创新的路由算法。我们使用压缩机制来表示突触连接，显著减少了内存使用。Darwin3芯片支持多达235万个神经元，使其成为同类中神经元规模最大的芯片。实验结果表明，Darwin3的代码密度提高了28.3倍，通过连接压缩，神经元核心扇入和扇出相对于物理内存深度分别提高了4096倍和3072倍。我们的Darwin3芯片在将卷积脉冲神经网络（CSNN）映射到芯片上时，还提供了6.8倍到200.8倍的内存节省，在准确性和延迟方面展示了与其他神经形态芯片相比的最先进性能。
引用
@article{arxiv.2312.17582,
title = {Darwin3: A large-scale neuromorphic chip with a Novel ISA and On-Chip Learning},
author = {De Ma and Xiaofei Jin and Shichun Sun and Yitao Li and Xundong Wu and Youneng Hu and Fangchao Yang and Huajin Tang and Xiaolei Zhu and Peng Lin and Gang Pan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.17582},
year = {2024}
}