2021-10-08
性能最強的神經形态芯片，擁有最多 100 萬個(gè)神經元，1.2 億個(gè)相互連接的突觸。
英特爾的神經形态芯片 Loihi 是在 2018 年提出的，使用 14 納米制程。随着英特爾在制程節點的突破，Loihi 2 代終于在今天發布了。這是對初代芯片的重大升級，其解決了到紅神經形态芯片的諸多重大問(wèn)題，更重要的是它采用了 Intel 4——英特爾下(xià)一代 EUV 工藝的預生産版本（7nm）。
近年來，随着 CPU 技術(shù)發展的放緩，專用計算機芯片領為相域的發展越來越受到重視，例如(rú) GPU 和(hé)專用内存芯片。每一種芯片都針對特定的任務量身定制。神經術哥形态芯片也是這一趨勢下(xià)的産物。
鳥和(hé)無人機的算力對比，這就是常規計算機架構和(腦姐hé)「神經形态架構」的區别。
今天，英特爾宣布了在神經形态計算領域的重大更新：第錢議二代神經形态研究芯片 Loihi 2，以及用于開發神經啟發應用的開源軟件框架 Lava。
此外，英特爾提供了兩個(gè)基于 Loihi 2 的神經形态系統ーー Oheo Gulch 和(hé) Kapoho Point，通(tōng)過雲服務免費提供給英特爾神經形态研究社區 (INRC) 的成員，或在 GitHub 平台提供給 Lava 成員。
神經形态計算借鑒人類神經系統科學領域的進展，開發出功能更類似大自紅腦的芯片，追求在一系列邊緣應用中(zhōng報子)實現能效、計算速度和(hé)學習效率的數量級提升，包括從視覺、拍呢語音和(hé)手勢識别到搜索檢索、機器(qì)人和(hé)約束優化問(wèn)熱站題。英特爾和(hé)一些合作夥伴已經證明了神經形态芯片在機械臂音森、人造皮膚和(hé)嗅覺傳感等方面的應用。
新一代神經形态芯片 Loihi 2
hi 2 結合了第一代 Loihi 芯片三年經驗，并建立在英特爾工藝技術(shù)和路雜(hé)異步設計方法的進步之上。每顆芯片最多可(kě)封裝 100 萬個(gè)「神經元」，采用預生産版 Intel 4 工藝制造的 Loihi 2 比第一代 Loihi 快 10 倍，資(zī)源密度提高了 15 倍，且能效更高。
英特爾神經形态計算實驗室總監 Mike Davies 表示：「第二代芯片極大地提高了神經形态處理的速度、可(kě)編程性和(hé店地)容量，擴大了在功耗和(hé)時延受限的智能計算應用上畫畫的用途。英特爾正在開源 Lava，以滿足在實踐中(zhōng)對軟件融合、基準測試和(hé)跨平台合作司技的需求，并加快商(shāng)業(yè)可說音(kě)行性的進程。」
兩代 Loihi 芯片在某種程度上很相似，但更重要的是不同之處：
都是 128 個(gè)神經形态核心，但第二代芯片中(zhōng)的每個(gè玩自)核心都包含 8 倍的神經元和(hé)突觸。128 個(gè)核心中(zhōng)的每一個(gè)都有 192 KB 的彈性内存，而上一代芯片的每個(gè)核心在運行時是固定白現的；
每個(gè)神經元可(kě)以根據模型分配到多達 4096 個(gè) state，之前的限制是隻有 24 個(gè)。現在的神經元模型類似于 FPGA，是完全可(kě)編程的，提供了更高的靈活性。
第一代 Loihi 中(zhōng)，神經元和(hé)尖峰網絡在二進制事件中(zhōng)傳道事遞數據。新一代 Loihi 使用 32 位有效載荷對這些事件進行分級，為片上計算提供更大的靈活性。比如(rú)，使用芯光友片上新的開發 / 調試功能實時監控這些事件，而不是暫停 / 讀取 / 播放；更好地控制動(dòng)态更改計算工作負載，例關跳如(rú)扇出壓縮、權重縮放、卷積和(hé)廣播。
Loihi 2 最大的改進之一是連通(tōng)性。第一代 Loihi 使用自定義的異步協議來創建大型的 2D 神經元網絡，而 Loihi 2 可(kě)以根據需求配置使用多種協議，也可(kě)以在 3D 網絡中(zhōng)使用。這意味着， Loihi 2 不僅僅是一個(gè)芯片，而是一個(gè)具有相同神經元架構但面土畫向特定用例的不同連接選項的芯片系列。其可(kě劇兵)以與闆載消息壓縮加速器(qì)結合使用，使芯片對芯片帶寬章時增加了 10 倍。
Intel 4 是原 Intel 7nm 制程的正式架構，與以往的制程技術(shù)相比，Intel 4 制程節點采用的極紫外光刻（EUV）技術(shù)簡化了布局設計規則。
這是否意味着 Intel 4 已準備好投産？不一定，但确實已經有芯片實物了。許多 Loihi 2 列出的基準測試提到了「預期的模拟硬件結果」，但是一些跳件模拟是在真實的芯片上完成的，英特爾也表示現在真正多電的芯片是部署在雲上的，EUV 和(hé) Intel 4 預計要到 2022 下(xià)半年才會真正提高産量。
圖片來自 AnandTech。
英特爾表示，Loihi 2 和(hé) Lava 為研究人員開發并塑造新的神經啟發應用提供了工具，用于子舞實時處理、問(wèn)題解決、适應和(hé)學關下習：
更快、更通(tōng)用的優化：Loihi 2 更出色的可(kě)編程性将幫助解決更廣泛的艱難優的場化問(wèn)題，包括從邊緣到數據中(zhōng)心系統的實時優河飛化、規劃和(hé)決策。
持續學習和(hé)關(guān)聯學習的新方法：Loihi 2 改進了對高級學習方法的支持，包括了各種反向傳播算拿笑法（深度學習的主力算法）。這擴大了适應性和(hé)數據高效學習算法的廠村範圍，使低功耗設備能支持這些在線學習算法理算。
可(kě)通(tōng)過深度學習進行訓練的新型神經網絡：Loihi 2 中(zhōng)的完全可(kě)編程神經元模型和月光(hé)廣泛的脈沖信息傳遞，為各種可(kě)在深度學習中見睡(zhōng)進行訓練的新型神經網絡模型打你腦開了大門。早期的評估表明，與在原始版本的 Loihi 上運行的标準深度網絡相比，在準确性沒有降低的情況下(xi煙跳à)，Loihi 2 上每次推理的運算次數減少(shǎo)到 60 分之一以下(xià)。
英特爾神經形态計算實驗室總監 Mike Davies 表示，Loihi 2 等芯片擅長于處理賦予計算機感官（例如(rú)視覺和(hé照藍)嗅覺）的任務。因為效率很高，神經形态芯片睡些似乎非常适合電源有限且不受傳統計算機網絡束縛的答麗移動(dòng)設備。
全新的 Lava 軟件框架
與此同時，英特爾還推出了 Lava 軟件框架。神經形态系統的主要構建組件之一是計算，編寫軟件來鐵多使用這種架構往往很困難。
Lava 軟件框架滿足了神經形态研究社區對通(tōng)用軟件框架的好綠需求。作為一個(gè)開放、模塊化、可(kě)擴展的框架，Lava 将允許研究人員和(hé)應用開發人員在彼此取得的成果上進一的但步開發，并集中(zhōng)到一組通(tōng)用的船大工具、方法和(hé)函數庫中(zhōng)。
同時，Lava 能夠在跨越傳統和(hé)神經形态處理器(qì)的異構站為架構上無縫運行，實現跨平台執行以及與各種人工智能、神經形态和(hé)通鐵機器(qì)人框架的互操作性。開發人員無需使用專門的神經形态硬件即腦分可(kě)開始構建神經形态應用，并且可(說關kě)以為 Lava 代碼庫做出貢獻，包括将其移植到其他平台上運行。
部署在英特爾雲服務中(zhōng)的第一塊 Loihi 2 芯片，其搭載的闆卡是 Oheo Gulch，它的造型和(hé)普通(tōng)的 PCIe 闆卡類似，使用 FPGA 來管理大量 IO。
未來，英特爾還将生産一款名為 Kapoho Point 的 4x4 英寸版卡，其上含有 8 個(gè)神經形态芯片，旨在提供更高性能并集成動弟到更大的機器(qì)中(zhōng)。
Loihi 2 預計會随着英特爾 DevCloud 供研究合作夥伴使用，将在未來一兩年内進行本地化研究、合作部署。
（轉載自機器(qì)之心）
