Neuromorphic processors have garnered considerable interest in recent years for their potential in energy-efficient and high-speed computing. The Locally Competitive Algorithm (LCA) has been utilized for power efficient sparse coding on neuromorphic processors, including the first Loihi processor. With the Loihi 2 processor enabling custom neuron models and graded spike communication, more complex implementations of LCA are possible. We present a new implementation of LCA designed for the Loihi 2 processor and perform an initial set of benchmarks comparing it to LCA on CPU and GPU devices. In these experiments LCA on Loihi 2 is orders of magnitude more efficient and faster for large sparsity penalties, while maintaining similar reconstruction quality. We find this performance improvement increases as the LCA parameters are tuned towards greater representation sparsity. Our study highlights the potential of neuromorphic processors, particularly Loihi 2, in enabling intelligent, autonomous, real-time processing on small robots, satellites where there are strict SWaP (small, lightweight, and low power) requirements. By demonstrating the superior performance of LCA on Loihi 2 compared to conventional computing device, our study suggests that Loihi 2 could be a valuable tool in advancing these types of applications. Overall, our study highlights the potential of neuromorphic processors for efficient and accurate data processing on resource-constrained devices.


翻译:神经形态处理器近年来因其在能效与高速计算方面的潜力而备受关注。局部竞争算法(LCA)已被用于在神经形态处理器(包括第一代Loihi处理器)上实现高能效稀疏编码。随着Loihi 2处理器支持自定义神经元模型和分级脉冲通信,更复杂的LCA实现成为可能。我们提出了一种专为Loihi 2处理器设计的新型LCA实现,并通过初步基准测试将其与CPU和GPU设备上的LCA进行对比。实验表明,在较大稀疏惩罚条件下,Loihi 2上的LCA在保持相似重建质量的同时,能效和速度均提升数个数量级。我们发现,当LCA参数向更高表示稀疏性优化时,这一性能优势进一步扩大。本研究凸显了神经形态处理器(尤其是Loihi 2)在满足严格SWaP(小型、轻量、低功耗)要求的小型机器人、卫星等设备上实现智能、自主、实时处理的潜力。通过证明Loihi 2上LCA相比传统计算设备的优越性能,本研究提示Loihi 2或将成为推动此类应用发展的关键工具。总体而言,我们的研究揭示了神经形态处理器在资源受限设备上实现高效精准数据处理的巨大潜力。

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
ICML 2026 | CFPO:用反事实策略优化提升多模态推理
专知会员服务
1+阅读 · 今天14:45
综述 | 世界动作模型:少做梦,多行动
专知会员服务
1+阅读 · 今天14:43
美以伊冲突:无人机与人工智能的运用
专知会员服务
3+阅读 · 今天14:31
《特种部队在透明战场中的生存力》最新报告
专知会员服务
2+阅读 · 今天14:11
《人工智能生成的零日漏洞:对未来作战的影响》
综述 | 3D场景图:开放挑战与未来方向
专知会员服务
8+阅读 · 6月22日
21世纪的无人机战争
专知会员服务
4+阅读 · 6月22日
《量子技术的军事任务技术适配与利用》
专知会员服务
5+阅读 · 6月22日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员