[發明專利]一種基于并行化的類腦仿真編譯的加速方法

有效

• 申請號: 202011492285.7
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112651504B
• 公開（公告）日: 2023-08-25
• 發明（設計）人: 黃凱;王弘遠;陳剛
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: G06N3/10
• 分類號: G06N3/10;G06F8/41
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 陳偉斌

1.一種基于并行化的類腦仿真編譯的加速方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、構建神經網絡時，創建若干個族群，每個族群包含上百萬個神經元；

S2、按照神經元族群并行構建神經元數組；在步驟S2中，先將所有族群的節點數進行并行前綴求和構建族群-數組映射表，確定總的神經元數以及各個族群在神經元大數組中第一個神經元的下標；為大數組的每個元素分配一個線程，然后并行地編譯神經元數據；

S3、按照族群之間的連接并行構建突觸數組以及神經元到突觸數組的映射關系；在步驟S3中，確定每個族群中單個神經元的總輸出突觸數，然后按照前面的族群-數組映射表并行地將每個神經元的輸出突觸數存放在一個數組中，然后對該數組進行前綴求和，從而得到神經元-輸出突觸映射表，最后為每一個神經元、每一個突觸分配一個線程，并行地構建突觸數組；在確定突觸數組元素方面，根據神經元-輸出突觸映射表以及線程的編號。

2.根據權利要求1所述的基于并行化的類腦仿真編譯的加速方法，其特征在于，每個線程按照所對應的大數組下標以及族群-數組映射表，找到所對應的族群，將族群中的神經元參數復制到當前的數組元素中，完成神經元數據的編譯。

3.根據權利要求2所述的基于并行化的類腦仿真編譯的加速方法，其特征在于，線程通過二分查找的方式找到所對應的族群。

4.根據權利要求1所述的基于并行化的類腦仿真編譯的加速方法，其特征在于，突觸是在族群之間建立，建立的方式為：一對一模式或全連接模式或按照全連接的比例進行隨機構建，在確定突觸后神經元的下標時，根據突觸構建方式來決定具體方式。

5.根據權利要求4所述的基于并行化的類腦仿真編譯的加速方法，其特征在于，對于一對一模式，突觸后神經元下標=當前神經元下標-所在族群的第一個神經元下標+突觸后的族群的第一個神經元下標。

6.根據權利要求5所述的基于并行化的類腦仿真編譯的加速方法，其特征在于，對于全連接模式，突觸后神經元下標=突觸后的族群的第一個神經元下標+線程相對于當前神經元以及當前連接的下標。

7.根據權利要求6所述的基于并行化的類腦仿真編譯的加速方法，其特征在于，對于按比例構建突觸，具體方法如下：

由于比例p是浮點數，在計算過程中不夠穩定，為此設定一個整型A代表精確度，令P=取整(pA)；

對于所在族群的下標為j的突觸前神經元的輸出突觸的個數為

N=[(jmP?%?A)+mP]/A；

對于j=0,1,…,N-1逐個循環，則：

跨度=[A-(當前總位置?mod?A)-1]/P

當前局部位置=當前局部位置+跨度；

按照當前局部位置對應的突觸后神經元構建突觸，則：

當前總位置=當前總位置+跨度+1

當前局部位置=當前局部位置+1。