Процессор построен на 5,4 миллиардах транзисторов, созданных по 28-нанометровой технологии, и представляет собой однокристальную двухмерную самоорганизующуюся mesh-сеть, которая состоит из 4 096 нейросинаптических ядер. Каждое из ядер имеет собственную память, вычислительный ресурс и средство связи, причём все ядра в сети работают параллельно.
С точки зрения энергопотребления процессор превосходит современные полупроводниковые компоненты: он потребляет всего 70 милливатт энергии, в то время как чипы современных суперкомпьютеров потребляют от 35 до 140 ватт. Чип способен выполнять 46 млрд синаптических операций в секунду в расчёте на 1 Вт потребляемой мощности.
Новая технология позволит создавать суперкомпьютеры, которые смогут в режиме реального времени обрабатывать различные типы сенсорной информации, путём слияния памяти и вычислительной мощности в одно целое. С помощью чипов TrueNorth можно создавать огромные масштабируемые нейросистемы, и такая система, с 16 миллионов нейронов и 4000000000 синапсов, уже построена IBM.
Дхармендра Модха, ведущий исследователь IBM, так оценил достижение компании: «IBM сделала первый существенный шаг в области разработки компьютеров, имитирующих деятельность человеческого мозга, создав радикально новую архитектуру с беспрецедентной масштабируемостью, непревзойденной мощностью и инновационным дизайном. Мы предвидим появление новых поколений информационных систем, которые дополнят имеющиеся разработки на базе архитектуры фон Неймана, и это станет возможным благодаря развивающейся экосистеме аппаратного, программного обеспечения и сервисов».
Чип стал результатом 10 лет исследований программы SyNAPSE IBM, в которой работает 200 сотрудников компании (в проекте также участвуют Стэнфордский, Колумбийский, Корнелльский, Калифорнийский университеты и Университет Висконсина-Мэдисона). С 2008 года проект финансируется Агентством передовых оборонных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA), за время его существования на него было затрачено $ 53.