Государственный фонд фондов
Институт развития Российской Федерации

Новости

Открытый запрос предложений на конкурс создания цифрового энергоэффективного нейроморфного процессора для интеллектуальных устройств (далее — «нейрочип»)

09.03.2017

В рамках направления «Нейроассистенты» «дорожной карты» «Нейронет» (далее — ДК «Нейронет») (Приложение 1) предлагается реализовать проект создания цифрового энергоэффективного нейроморфного процессора для интеллектуальных устройств («нейрочип») .

В частности целями проекта являются:

  • разработка масштабируемой архитектуры нейроморфного процессора, способного эффективно и в режиме реального времени реализовывать работу импульсных нейронных сетей;
  • разработка проекта и изготовление образцов нейроморфного процессора по современной монолитной кремниевой технологии;
  • разработка алгоритмов и их реализации в законченном программном продукте, предназначенном для формирования и дообучения импульсных нейронных сетей, полученных из обученных сверточных глубоких нейронных сетей и адаптированных для исполнения на разработанной нейроморфной архитектуре.

Идея проекта и подход к его реализации: разрабатываемый нейрочип будет предназначен для задач технического зрения, обработки аудио и видео потоков, преимущественно в компактных и автономных интеллектуальных устройствах, где реализация нейронных сетей на CPU, GPU/mGPU или на FPGA не обеспечивает нужного баланса между производительностью, энергопотреблением и габаритными размерами устройства.

Нейроморфный процессор должен на аппаратном уровне реализовывать работу нейронных сетей с высокой производительностью и энергоэффективностью (не менее 900 кадров в секунду на типовых задачах технического зрения при энергозатратах не более 0.6 мДж на кадр), а также иметь возможность неограниченной масштабируемости вычислительной системы, то есть объединения множества чипов в единую сеть на монтажной плате. Платы, содержащие множество чипов, например, 64 или 128 чипов, также должны иметь возможность объединяться друг с другом в единое устройство.

Ожидаемые общие результаты проекта: результатом проекта должен стать программно-аппаратный комплекс, содержащий:

  • цифровой энергоэффективный нейроморфный процессор;
  • комплект ПО, предназначенного для обучения импульсных нейронных сетей.

Этот комплекс должен эффективно решать практические задачи распознавания и классификации видео- и аудио- образов, интегрирования и обработки гетерогенной информации от различных датчиков и сенсоров, обработки физиологических сигналов в режиме реального времени.

Ожидаемый эффект и ценность для НТИ: разрабатываемый нейрочип должен стать аппаратной платформой для решения широкого круга задач, в том числе связанных с глубоким обучением. Нейроморфный процессор, по сути, станет новой элементной базой для компактных и автономных интеллектуальных устройств.

Общие требования: работающий прототип нейрочипа должен быть создан в течение 14 месяцев после подписания Договора и получения финансирования. В полном объеме нейрочип и необходимое ПО должны быть созданы в течение 30 месяцев после подписания Договора.

Создаваемый нейроморфный процессор должен иметь низкое энергопотребление (не более 0.6 Вт) и высокую производительность (около 1 000 кадров в секунду) для решения задач технического зрения, в том числе распознавания, классификации и выделения объектов в режиме реального времени.

Такой процессор предполагается далее применять для преодоления следующих технологических барьеров:

  • распознавание объектов с точностью 99.9% в режиме реального времени (не более 10 мс) на процессорах с низким потреблением энергии;
  • «распознавание/синтез речи» on-chip с точностью 99% (99% точность распознавания и 99% приближение к естественной речи);
  • перевод зашумленной сенсорной видео- и аудио- информации в символьную форму (текстовое описание сцен, тексты речевых сообщений);
  • повышение эффективности процессов по сравнению с существующими стандартами не менее чем на 30% по следующим направлениям: технологии распознавания видеоизображений и речи.

Общее краткое описание ключевых технических условий и требований к проекту: архитектура нейроморфного процессора должна удовлетворять следующим требованиям:

  • ориентация на цифровую реализацию;
  • обеспечение энергоэффективного исполнения сетей импульсных LIF-нейронов с обучением и настройкой параметров сетей вне чипа;
  • обеспечение неограниченной масштабируемости.

Нейроморфная СБИС должна быть выполнена по современной монолитной кремниевой технологии и обеспечивать следующие технические параметры:

  • количество моделируемых импульсных нейронов: не менее 262 тыс.;
  • количество настраиваемых межнейронных связей: не менее 67 млн.;
  • разрядность весов межнейронных связей должна быть не менее 8 бит.;
  • на типовых задачах технического зрения образец должен обеспечивать возможность обработки не менее 950 изображений в секунду;
  • потребляемая нейрочипом мощность не более 0.6Вт.

Алгоритмы адаптации искусственных импульсных нейронных сетей для исполнения на разработанной нейроморфной СБИС должны обеспечивать оптимальный баланс между производительностью, утилизацией вычислительных ресурсов СБИС и расходом энергии.

Программное обеспечение должно обеспечивать возможность глубокого обучения и преобразования обученных сверточных нейронных сети в импульсные нейронные сети, адаптированные для исполнения на нейроморфной СБИС.

При преобразовании обученных сверточных нейронных сетей в импульсные допускается увеличение ошибки на тестовом наборе не более, чем на 10%.

Алгоритмы адаптации искусственных импульсных нейронных сетей для исполнения на разработанной нейроморфной СБИС должны обеспечивать решение оптимизационной задачи размещения нейронов моделируемой импульсной сети по вычислительным ядрам нейроморфной СБИС. Критерием оптимальности является минимум энергопотребления.

Программное обеспечение, реализующее разработанные алгоритмы должно быть ориентировано на исполнение под операционной системой GNU/Linux.

Форма подачи предложений: предложения принимаются в форме текстового документа согласно прикрепленному шаблону (Приложение 2) и в соответствии с требованиями Методических указаний (Приложение 3).

Срок подачи предложений: До 30 марта 2017 года.

Адрес для подачи предложений и вопросов: Разработанные согласно шаблону предложения, а также уточняющие вопросы следует направить по адресу: konkurs@nti2035.ru с темой письма «Проект «нейрочип».

По результатам полученных предложений возможна организация встреч с представителями РВК для детального обсуждения.
На базе собранных предложений планируется формирование требований к проекту и оказание государственной поддержки по его реализации в размере до 70% от общего бюджета. Результаты, полученные в рамках проекта, будут полностью принадлежать исполнителю.

*Данное предложение не является офертой и не ведет к заключению договоров по результатам сбора предложений по данному проекту, не создает преференций при проведении конкурсных процедур (конкурентных переговоров, запросов коммерческих предложений). Консультации являются добровольными и направлены на развитие инновационно-венчурной экосистемы. АО «РВК» оставляет за собой право провести оценку полученных предложений, использовать эти материалы при подготовке конкурсной документации и заранее информирует участников процесса о том, что не все рекомендации из предложений могут быть реализованы.



Место проведения: