Mosaic: eine neuartige neuromorphe Schaltkreisarchitektur für künstliche neuronale Netze

Filippo Moro, Yigit Demirag, Giacomo Indiveri und Melika Payvand vom Institut für Neuroinformatik (INI) der ETH Zürich und der Universität Zürich haben eine neue Hardware-Architektur namens Mosaic entwickelt. Diese ist von der Small-World-Konnektivität des Gehirns inspiriert und bietet eine erhebliche Leistungsreduzierung bei der Weiterleitung von Informationen auf neuromorphen Systemen. Ihre Studie wurde kürzlich in der Zeitschrift «Nature Communications» veröffentlicht.

von Katja Abrahams-Lehner
Vergrösserte Ansicht: INI research

Selbst nach Millionen von Jahren der Evolution ist das grundlegende Verdrahtungsprinzip des biologischen Gehirns erhalten geblieben: Dichte lokale und spärliche globale Konnektivität, «Small-Worldness», optimiert sowohl die Berechnung als auch die Nutzung des zugrunde liegenden biologischen Substrats.

Inspiriert von diesen Prinzipien stellen die Forscher des Instituts für Neuroinformatik (INI) Mosaic vor: ein analoges systolisches 2D-Array, das aus dicht verbundenen, kleinen Neuronenkacheln (RNNs) besteht, die über Routerkacheln mit benachbarten RNNs kommunizieren. Mosaic nutzt sowohl In-Memory-Computing als auch In-Memory-Routing über RRAMs, um die Routing-Energie im Vergleich zu aktuellen Beschleunigern um Grössenordnungen zu reduzieren.

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