英特尔发布Pohoiki Beach芯片系统 含800万神经元

Pohoiki Beach包含64个128核心，14纳米制程的Loihi神经形态芯片，这些芯片首次出现在世人面前是在2017年10月的Neuro Inspired Computational Elements（NICE）研讨会上。它们具有60毫米裸片尺寸，每块包含20亿个晶体管、13万个人工神经元和1.3亿个突触，此外还附有三个管理Lakemont核心用于任务编排。特别的是，Loihi拥有可编程微码学习引擎，可在片上训练异步脉冲神经网络（SNN）——这是一种将时间结合进模型操作的特殊AI模型，可以让模型的不同组件不会同时被输入处理。SNN被认为可以高效实现自适应修改、基于事件驱动和细粒度平行计算。

Pohoiki Beach由64个较小的Loihi芯片组成，可模拟约830万个神经元。这个数字和一些小型啮齿动物的大脑差不多。

在硬件之上，英特尔还提供了Loihi开发工具链：包括Loihi Python API、编译器和一组用于在Loihi上构建和执行SNN的执行库。这些工具提供了自定义构建神经、突触计算图的方法，可调整诸如衰减时间、突触权重、脉冲阈值等变量，也可通过自定义学习规则注入外部脉冲来模拟计算图。

英特尔称，与传统处理器相比，Loihi处理信息的速度要快上1000倍，而效率则要高上1万倍。在处理某些类型的优化问题上，神经形态处理器的速度和能效要比普通CPU强三个数量级以上。此外，英特尔还表示Loihi在扩展50倍时，在保证算力的情形下仅需增加30%的能耗——而常规架构的芯片需要50倍能耗。在进行同步定位和映射等操作时，新的芯片比常规CPU节省100倍能耗。

与人脑中的神经元类似，Loihi拥有数字轴突用于向临近神经元发送电信号，也有树突用于接收信号，在两者之间还有用于连接的突触。英特尔表示，基于这种芯片的系统已经被用于模拟皮肤的触觉感应、控制假腿和玩桌上足球等任务。

因为效率颇高，Pohoiki Beach和Loihi有望成为人工智能算法发展的新动力。英特尔称，新形态的芯片可以在图像识别、自动驾驶和自动化机器人等方面带来巨大技术提升。