Neuromorphic computing aims to replicate the brain's capabilities for energy efficient and parallel information processing, promising a solution to the increasing demand for faster and more efficient computational systems. Efficient training of neural networks on neuromorphic hardware requires the development of training algorithms that retain the sparsity of spike-based communication during training. Here, we report on the first implementation of event-based backpropagation on the SpiNNaker2 neuromorphic hardware platform. We use EventProp, an algorithm for event-based backpropagation in spiking neural networks (SNNs), to compute exact gradients using sparse communication of error signals between neurons. Our implementation computes multi-layer networks of leaky integrate-and-fire neurons using discretized versions of the differential equations and their adjoints, and uses event packets to transmit spikes and error signals between network layers. We demonstrate a proof-of-concept of batch-parallelized, on-chip training of SNNs using the Yin Yang dataset, and provide an off-chip implementation for efficient prototyping, hyper-parameter search, and hybrid training methods.


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反向传播一词严格来说仅指用于计算梯度的算法,而不是指如何使用梯度。但是该术语通常被宽松地指整个学习算法,包括如何使用梯度,例如通过随机梯度下降。反向传播将增量计算概括为增量规则中的增量规则,该规则是反向传播的单层版本,然后通过自动微分进行广义化,其中反向传播是反向累积(或“反向模式”)的特例。 在机器学习中,反向传播(backprop)是一种广泛用于训练前馈神经网络以进行监督学习的算法。对于其他人工神经网络(ANN)都存在反向传播的一般化–一类算法,通常称为“反向传播”。反向传播算法的工作原理是,通过链规则计算损失函数相对于每个权重的梯度,一次计算一层,从最后一层开始向后迭代,以避免链规则中中间项的冗余计算。
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