2007: Developed a massively parallel cortical simulator and demonstrated simulation at unprecedented scale of ~4×10¹¹ synapses on Blue Gene/L.

Целью программы DARPA СИНАПС является разработка технологии электронного нейроморфного устройства, которая является масштабируемой до биологических уровней. Программируемые устройства ограничены не только их вычислительной мощностью, но и  архитектурой, требующей создаваемых человеком алгоритмов, как для описания, так  и для обработки информации из окружающей среды. В противоположность этому, биологические нейронные системы автономно обрабатывают информацию в сложных средах, автоматически обучаясь на основе соответствующих, вероятностно стабильных характеристик и ассоциаций. Поскольку системы реального мира всегда имеют дело с задачами многих тел с бесконечной комбинаторной сложностью, нейроморфные электронные устройства были бы более предпочтительными в целом ряде приложений, но полезные и практические реализации пока не существуют.

Ключом к достижению целей программы СИНАПС станет беспрецедентный междисциплинарный подход, который может координировать агрессивную деятельность по разработке технологий в следующих областях:
1. Аппаратные средства
2. Архитектура
3. Моделирование;
4. Среда.

Аппаратные средства – реализация, скорее всего, будет включать КМОП-схемы, новые синаптические компоненты, а также сочетания проводниковых и программируемых/виртуальных межсоединений. Они будут поддерживать критически важные методы обработки информации, наблюдаемые в биологических системах, такие как кодирование нейроимпульсов (спайков) и зависящей от времени пластичности спайков.

Архитектура – должна поддерживать критически важные структуры и функции, наблюдаемые в биологических системах, такие как connectivity, иерархическую организацию, схему ядерной структуры, конкурентную самоорганизацию, модуляторные/обучаемые системы. Как и в биологических системах, обработка информации должна быть максимально распределенной, нелинейной и устойчивой к шумам и отказам.

Моделирование – крупно-масштабные цифровые имитации схем и систем должны подтверждать функционирование компонентов и всей системы и обеспечивать информирование о разработке всей системы в продвижении к реализации нейромофных аппаратных средств.

Среда – развивающиеся виртуальные платформы для испытания, оценивания и сравнительного анализа интеллектуальных устройств в различных аспектах восприятия, познания и реагирования.

Реализация этой амбициозной цели потребует сотрудничества в многочисленных технических областях, таких как нейровычисления, искусственные нейронные сети, сверхпроизводительные вычисления, нейроморфные интегральные схемы, информатика, когнитология, материаловедение, нетрадиционная наноэлектроника, проектирование и производство КМОП-схем.

Фазы проекта
Ни одна из фаз не должна превышать 18 месяцев.
Ближайшие цели  задаются для 2008 года перед стартом проекта.
Цели для каждой фазы могут меняться по времени в зависимости от результатов завершенных фаз.

Архитектура – Разработать спецификацию и подтвердить с помощью моделирования функции сборочных узлов из микросхем нейронных ядер, использующих измеряемые синаптические свойства. Выбранные микросхемы должны поддерживать архитектуру системы большего масштаба и демонстрировать свойства: spike time encoding, spike time dependent plasticity, and competitive neural dynamics.

2009: Developed a massively parallel cortical simulator and demonstrated simulation at unprecedented scale of 10¹³ synapses on Blue Gene/P.

Моделирование – Продемонстрировать динамическую нейронную активность, стабильности сети, синаптическую пластичность и самоорганизацию в ответ на сенсорную стимуляцию и модуляцию на системном уровне / обучение с подкреплением в системе ~ 10-6  нейронов

Среда - Продемонстрировать виртуальные среды с визуальным восприятием, принятием решений и планированием, а также навигацией с выбираемым диапазоном сложности,  соответствующей примерно возможностям, демонстрируемым в  диапазоне ~ 10-4 размера мозга у малых и средних особей млекопитающих.

2011: Presented the vision of bringing together neuroscience, supercomputing, and nanotechnology to discover, demonstrate, and deliver the brain's core algorithms.

2011: Demonstrated a neurosynaptic core comprising 256 neurons and 256×256 binary synapses with on-chip learning based on spike-timing dependent plasticity.

See IBM Communications: Phase 2
Цели (для фазы 2):
Аппаратные средства и Архитектура:
Chip fabrication of >1010 synapse/cm2, >106 neurons/cm2
Design a complete neural system of ~1010 synapses and ~106 neurons for simulation testing
Design a corresponding single chip neural system of ~1010 synapses and ~106 neurons

Моделирование:
Demonstrate a simulated neural system of ~106 neurons performing at mouse level in the virtual environment

Среда:
Expand the Sensory Environment to include training and evaluation of Auditory Perception and Proprioception
Expand the Navigation Environment to include features stressing Competition for Resources and Survival
Demonstrate a selectable range of complexity corresponding roughly to the capabilities demonstrated across a ~106 range in brain size mammalian species

2012: Demonstrated several applications of the neurosynaptic core: (i) a robot driving in a virtual environment, (ii) the classic game of pong, (iii) visual digit recognition and (iv) an autoassociative memory.

2012: Demonstrated a biomimetic system that captures essential functional properties of the glomerular layer of the mammalian olfactory bulb.

2012: Developed a new non-von Neumann, modular, parallel, distributed, fault-tolerant, event-driven, scalable architecture inspired by the function, low power, and compact volume of the organic brain. The architecture comprises of a scalable network of configurable neurosynaptic cores.

2012: Developed a new multi-threaded, massively parallel functional simulator for the new architecture and a parallel compiler.

See IBM Communications: Phase 3
Цели (для Фазы 3):
Изготовить одно-процессорную микросхему нервной системы с числом элементов около 10-6 нейронов (1 млн.) в виде полностью функционирующего сборочного узла.
Показать производительности в виртуальной среде на уровне мыши.
Создать проект нервной системы с числом элементов около 10-12 синапсов (1 трлн.) и около 10-8 нейронов (100 млн.) для тестирования моделирования
Создать проект соответствующей одно-процессорной нервной системы с числом элементов около 10-12 синапсов (1 трлн.) и около 10-8 нейронов (100 млн.)
Продемонстрировать имитируемую нейронную систему с числом элементов около 10-8 нейронов, функционирующую на уровне кошки.
Добавить осязания в сенсорную среду.
Добавить символическую среду.

После завершения этапов 0, 1, 2, IBM и соисполнителям проекта (Cornell University и iniLabs, Ltd) агентство DARPA выделило дополнительно около 12 млн. долларов для Фазы 3 проекта Synapse, в результате чего совокупное финансирование составило около 53 млн. долларов.

- Developed a simple, digital, reconfigurable, versatile spiking neuron model that supports one-to-one equivalence between hardware and simulation and is implementable using only 1272 ASIC gates.
- Developed a new programming paradigm that permits construction of complex cognitive algorithms and applications while being efficient for our cognitive computing chip architecture and effective for programmer productivity.
- Developed a set of abstractions, algorithms, and applications that are natively efficient for our cognitive computing architecture. These applications span in scale from 102 to 107 synapses.
- Envisioned a set of industrial design models to communicate SyNAPSE's value for science, technology, government, business and society.