hxtorch：面向 BrainScaleS-2 的 PyTorch——模拟神经形态硬件上的感知机
神经与进化计算
2025-07-02 v3
摘要
我们提出了一款软件，便于将 BrainScaleS-2 模拟神经形态硬件系统用作人工神经网络的推理加速器。该加速器硬件通过其扩展接口被透明地集成到 PyTorch 机器学习框架中。特别地，我们为向量-矩阵乘法和卷积提供加速器支持；相应的基于软件的反向传播 (autograd) 功能为硬件在环训练提供支持。支持将神经网络自动划分到一个或多个加速器芯片上。我们分析了训练及推理过程中的实现运行时开销，给出了现有设置的测量结果，并根据加速器硬件设计限制对结果进行了评估。作为所引入框架的一个应用，我们提出了一个利用智能手机传感器数据对日常生活活动进行分类的模型。
引用
@article{arxiv.2006.13138,
title = {hxtorch: PyTorch for BrainScaleS-2 -- Perceptrons on Analog Neuromorphic Hardware},
author = {Philipp Spilger and Eric Müller and Arne Emmel and Aron Leibfried and Christian Mauch and Christian Pehle and Johannes Weis and Oliver Breitwieser and Sebastian Billaudelle and Sebastian Schmitt and Timo C. Wunderlich and Yannik Stradmann and Johannes Schemmel},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.13138},
year = {2025}
}