Continuous-time spiking neural networks (SNNs) provide an event-driven framework for temporal computation, computational neuroscience, and neuromorphic hardware. However, training deep continuous-time SNNs is severely constrained by the memory required for exact spike-time computation, which evaluates and retains candidate firing times over intervals determined by presynaptic spike ordering. Here we introduce a memory-efficient training framework based on differentiable spike-time discretization (DSTD) for leaky integrate-and-fire neurons with general membrane and synaptic time constants. DSTD maps irregular presynaptic spikes onto differentiable weighted events at fixed time points, replacing the input-dependent candidate dimension with $M$ fixed time intervals while accurately approximating continuous-time membrane-potential dynamics. This reduces candidate-related activation memory from $O(N_{\mathrm{out}}N_{\mathrm{in}})$ to $O(N_{\mathrm{out}}M)$ in the case of time-to-first-spike (TTFS) coding, where $N_{\mathrm{in}}$ and $N_{\mathrm{out}}$ denote the numbers of presynaptic and postsynaptic neurons, respectively. We further introduce synfire-chain-inspired temporal regularization that organizes layer-wise firing windows, mitigates dead-neuron failures, and enables pipeline-like processing. In dense LIF layers, DSTD reduced peak memory consumption by up to approximately 100-fold and training time by up to approximately 20-fold compared with exact spike-time computation. Together, these methods allowed us to train 9-layer convolutional SNNs on CIFAR-10 and 20-layer convolutional SNNs on Fashion-MNIST on a single GPU.


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神经网络(Neural Networks)是世界上三个最古老的神经建模学会的档案期刊:国际神经网络学会(INNS)、欧洲神经网络学会(ENNS)和日本神经网络学会(JNNS)。神经网络提供了一个论坛,以发展和培育一个国际社会的学者和实践者感兴趣的所有方面的神经网络和相关方法的计算智能。神经网络欢迎高质量论文的提交,有助于全面的神经网络研究,从行为和大脑建模,学习算法,通过数学和计算分析,系统的工程和技术应用,大量使用神经网络的概念和技术。这一独特而广泛的范围促进了生物和技术研究之间的思想交流,并有助于促进对生物启发的计算智能感兴趣的跨学科社区的发展。因此,神经网络编委会代表的专家领域包括心理学,神经生物学,计算机科学,工程,数学,物理。该杂志发表文章、信件和评论以及给编辑的信件、社论、时事、软件调查和专利信息。文章发表在五个部分之一:认知科学,神经科学,学习系统,数学和计算分析、工程和应用。 官网地址:http://dblp.uni-trier.de/db/journals/nn/
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